DE10154540A1 - Procedure for predicting or predicting the effectiveness of tumor treatment - Google Patents

Procedure for predicting or predicting the effectiveness of tumor treatment

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Abstract

A method for prediction or prognosis of the efficacy of a tumour treatment is disclosed, comprising an interaction partner and a therapeutic agent, the efficacy of which is predicted or prognosed by measuring a modulation of an EGF receptor-mediated signal. The invention further relates to a method of identification and modification of novel interaction partners and therapeutic agents for a tumour treatment.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prädiktion oder Prognose der Wirksamkeit einer Tumorbehandlung, die einen Interaktionspartner und ein Therapeutikum umfaßt und deren Wirksamkeit durch Messung einer Modulation eines EGF-Rezeptor-vermittelten Signals prädiziert oder prognostiziert wird. Darüber hinaus umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Identifikation und Modifikation neuer Interaktionspartner und Therapeutika für eine Tumorbehandlung. The present invention relates to a method for predicting or forecasting the Effectiveness of a tumor treatment that has an interaction partner and a Therapeutic includes and its effectiveness by measuring a modulation of an EGF receptor-mediated signal is predicted or predicted. In addition, the invention includes a method for identification and Modification of new interaction partners and therapeutics for tumor treatment.

Verschiedene Dokumente werden im Text dieser Beschreibung zitiert. Der Offenbarungsgehalt der zitierten Dokument (einschließlich aller Herstellerbeschreibungen, -angaben etc.) ist hiermit per Referenz Teil dieser Beschreibung. Various documents are cited in the text of this description. The Disclosure content of the cited document (including all Manufacturer descriptions, information etc.) is hereby part of this description by reference.

Während in der Vergangenheit Infektionskrankheiten im Mittlepunkt der Medizin standen, stellt heute die Krankheit Krebs das Gebiet dar, auf dem der Großteil der medizinischen Forschung angesiedelt ist. While in the past infectious diseases have been the focus of medicine cancer today is the area in which the majority of medical research.

Jährlich werden 1,2 Millionen neue Tumore eines invasiven Typs diagnostiziert. 560 000 Amerikaner starben 2000 an einer Form von Krebs (siehe "Epidemilogy: Reports find cancer rating declining" in "Health & Medicine Week", 5-29, 2000). Every year 1.2 million new tumors of an invasive type are diagnosed. 560,000 Americans died of some form of cancer in 2000 (see "Epidemilogy: Reports find cancer rating declining "in" Health & Medicine Week ", 5-29, 2000).

Die Anzahl der jährlichen Neudiagnosen wird bei Frauen vom Brustkrebs und bei Männern vom Prostatakrebs angeführt. Bei der Todeszahl verdrängt der Lungenkrebs die beiden Entitäten mit der größten Zahl der Neuerkrankungen auf die Plätze zwei und drei. The number of annual new diagnoses in women is from breast cancer and Men led by prostate cancer. When it comes to the number of deaths, the Lung cancer is the two entities with the largest number of new cases places two and three.

Die Therapie von Tumorpatienten stellt eine große Herausforderung für den behandelnden Onkologen dar. Das Behandlungsspektrum des Arztes umfaßt dabei die operative Entfernung des Tumors, die Bestrahlung des Patienten, sowie die Verabreichung von tumorschädigende Agenzien. Diese Agenzien werden nachfolgend Therapeutika genannt. Aufgrund der Individualität von Tumoren läßt sich bis heute keine auf alle Patienten ansprechende Standardtherapie durchführen. Zusätzlich kann der Onkologe auf keine zuverlässigen Tests zurückgreifen, die ihn bei der Auswahl eines oder mehrerer Therapeutika zur Behandlung eines Patienten unterstützen. Der Grund für das Fehlen solcher Test liegt in der oben genannten Individualität der Tumore als auch an dem Mangel verwendbarer funktionaler Testverfahren. Alle heute verfügbaren funktionalen Tests haben folgende Nachteile:

  • a) lange Versuchszeiten (7-14 Tage);
  • b) limitierte Auswertbarkeit durch die Gefahr von Kontaminationen;
  • c) Bedarf an großen Tumorzellmengen;
  • d) Notwendigkeit der Kultivierung von Tumorzellen.
The therapy of tumor patients represents a great challenge for the treating oncologist. The treatment spectrum of the doctor includes the surgical removal of the tumor, the radiation to the patient, and the administration of tumor-damaging agents. These agents are referred to below as therapeutic agents. Due to the individuality of tumors, no standard therapy that responds to all patients can be carried out to this day. In addition, the oncologist cannot rely on reliable tests that support him in the selection of one or more therapeutic agents for the treatment of a patient. The reason for the lack of such tests lies in the above-mentioned individuality of the tumors as well as the lack of usable functional test methods. All functional tests available today have the following disadvantages:
  • a) long trial periods (7-14 days);
  • b) limited evaluability due to the risk of contamination;
  • c) need for large amounts of tumor cells;
  • d) Need for the cultivation of tumor cells.

Diese Einschränkungen können die Meßergebnisse verändern oder die Auswertung sogar unmöglich machen. These restrictions can change the measurement results or the evaluation even make it impossible.

Für die Tumorbehandlung stehen verschiedene Therapeutika zur Verfügung. Diese lassen sich in Zytostatika, Zytokine, zytostatisch wirksame Hormone oder Hormonderivate und zytostatisch wirkende Antikörper unterteilen. In Deutschland sind 55 Zytostatika, 8 Zytokine, 17 Hormone oder Hormonderivate und 3 monoklonale Antikörper als Krebstherapeutika zugelassen (Preiss et al. (2000), Onkologie 2000: Empfehlungen zur Therapie, 10. Auflage, W. Zuckschwerdt Verlag GmbH). Various therapeutic agents are available for tumor treatment. This can be in cytostatics, cytokines, cytostatic hormones or Divide hormone derivatives and cytostatic antibodies. In Germany are 55 cytostatics, 8 cytokines, 17 hormones or hormone derivatives and 3 monoclonal antibodies approved as cancer therapeutics (Preiss et al. (2000), Oncology 2000: Recommendations for Therapy, 10th edition, W. Zuckschwerdt Verlag GmbH).

Brustkrebs ist die häufigste Form von Krebs bei Frauen und die zweithäufigste krebsbedingte Todesursache nach Lungenkrebs. Die Heterogenität beim Brustkrebs bringt das Problem mit sich, daß Standardtherapien kaum zur Verfügung stehen. Tumore einer Entität, aber unterschiedlicher Morphologie können sich sehr unterschiedlich verhalten. Um eine möglichst spezifische Therapie anwenden zu können, müssen prognostische und therapierelevante Faktoren hinzugezogen werden. Breast cancer is the most common form of cancer in women and the second most common cancer-related cause of death after lung cancer. Heterogeneity in breast cancer brings with it the problem that standard therapies are hardly available. Tumors of one entity, but of different morphology, can vary greatly behave differently. To apply the most specific therapy possible prognostic and therapy-relevant factors have to be considered become.

Gängige Verfahren zur Tumorbehandlung sind heute Operation, Bestrahlung, Hormon- und Chemotherapie. Diese werden häufig kombiniert, um die Effizienz der Behandlung zu verbessern. Common procedures for tumor treatment today are surgery, radiation, Hormone and chemotherapy. These are often combined to increase the efficiency of the Improve treatment.

Bei der Chemotherapie erfolgt die Behandlung mit Zytostatika. Es gibt heute eine Vielzahl solcher Substanzen, und für die Zusammenstellung der passenden Chemotherapie wird die klassische Morphologie und bereits erste "surrogate Marker" eingesetzt. Bei der Indikation Mammakarzinom kommen ca. 15 verschiedene Behandlungen mit Zytostatika in Frage (Onkologie (2000) 10). Meist haben diese Zytostatika typische Nebenwirkungen, da sie relativ unspezifisch wirken. Für die Wirkung der Zytostatika nutzt man den erhöhten Metabolismus von Tumorzellen. Deshalb sind bei einer Chemotherapie schnell wachsende Zellen, wie Immunzellen oder Haarzellen ebenfalls betroffen. Der Angriff von Immunzellen manifestiert sich in einer unter Therapie zunehmenden Immunschwäche, welche oft die Ursache von therapieassoziierten Komplikationen ist. Chemotherapy is treated with cytostatics. There is one today Plenty of such substances, and for putting together the right ones Chemotherapy becomes the classic morphology and already the first "surrogate Marker ". Approx. 15 are used for breast cancer different treatments with cytostatics in question (Onkologie (2000) 10). Most of time These cytostatics have typical side effects because they are relatively unspecific Act. The increased metabolism of is used for the effect of the cytostatics Tumor cells. That is why chemotherapy means that rapidly growing cells like Immune cells or hair cells are also affected. The attack by immune cells manifests itself in an increasing immune deficiency under therapy, which often is the cause of therapy-associated complications.

Individuelle Unterschiede bezüglich der Wirkung der Zytostatika ließen sich bislang im Vorfeld meist nicht klären. Daher werden in vielen Fällen suboptimale Therapieformen gewählt. Individual differences regarding the effect of the cytostatics have so far been possible usually do not clarify in advance. Therefore, in many cases, they become suboptimal Therapy forms selected.

Eine spezifische Therapie, welche die Toxizität gezielt auf Tumorzellen richtet, wäre der Ansatz, der das Auftreten von Nebenwirkungen reduzieren könnte. Daher werden große Anstrengungen unternommen, tumorspezifische "Targets" zu identifizieren, die charakteristisch für Tumore sind, sogenannte Tumormarker. Diese könnten einerseits zur Diagnose, andererseits auch für die Therapie verwendet werden. A specific therapy that would target toxicity to tumor cells would be the approach that could reduce the occurrence of side effects. Therefore great efforts are being made to target tumor-specific "targets" identify which are characteristic of tumors, so-called tumor markers. This could be used on the one hand for diagnosis and on the other hand for therapy become.

Bereits im Stand der Technik beschrieben sind spezifische Therapieformen erfordern beispielsweise monoklonale Antikörper, die spezifisch mit Tumorzellen, bzw. Targetstrukturen auf deren Oberfläche, interagieren (Kischkel et al (1995), EMBO J., 14, 5579-88). Als Folge einer solchen spezifischen Interaktion können Tumorzellen unter anderem durch Antikörper-induzierte Signale eliminiert werden. Diese Antikörperinduzierten Signale sind oft Signale, die durch Bindung der spezifischen Antikörper an einen Rezeptor auf der Zelloberfläche induziert werden. Die Bindung eines Antikörpers kann aber beispielsweise auch die Bindung eines physiologischen Liganden kompetitieren. Specific forms of therapy have already been described in the prior art require, for example, monoclonal antibodies that are specific to tumor cells, or target structures on their surface interact (Kischkel et al (1995), EMBO J., 14, 5579-88). As a result of such a specific interaction can Tumor cells can be eliminated by, among other things, antibody-induced signals. These antibody-induced signals are often signals that are generated by binding the specific antibodies to a receptor can be induced on the cell surface. The binding of an antibody can also, for example, the binding of an compete physiological ligands.

Für Rezeptoren für Wachstumsfaktoren ist in diesem Zusammenhang bereits eine Inhibition des Wachstumsimpuls beschrieben (Zimmermann et al. (2001) Microvasc. Res. 62, 15-25). In this context, there is already one for receptors for growth factors Inhibition of the growth impulse described (Zimmermann et al. (2001) Microvasc. Res. 62, 15-25).

Ein Beispiel für eine Gruppe von Rezeptoren für Wachstumsfaktoren, deren induziertes Signal als relevant in der Tumorentwicklung beschrieben wurde, ist die Familie der Rezeptoren für epidermale Wachstumsfaktoren (epidermal growth receptor family/EGFR-Familie). Für diese Rezeptorfamilie wurden bereits transmembrane Mitgliedern beschrieben. Diese Proteine besitzen intrinsische Tyrosinkinaseaktivität. Beispiele hierfür sind der EGFR (Her1, erbB-1; Ullrich et al. (1984), Nature 309: 418-425), Her2 (Her2/neu, erbB-2; Coussens et al., (1985), Science 230: 1132-1139), Her3 (erbB-3; Kraus et al. (1989), PNAS 86: 9193-9197; Guy et al. (1994), PNAS 91: 8132-8136) und Her4 (erbB-4; Plowman et al. (1993), PNAS 90: 1746-1750). Diese Rezeptoren werden in normalen Epithelien, mesenchymalen, wie neuronalen Geweben exprimiert. Aufgrund der Tatsache, daß Rezeptoren dieser Familie in manchen Tumoren vermehrt auftreten wurde postuliert, daß diese eine Rolle bei der Tumorentstehung und dem Fortschreiten der Tumorentwicklung spielen (Cooke et al., (2001), European Journal of Cancer, 37: S3-S10). An example of a group of receptors for growth factors, their induced signal has been described as relevant in tumor development is the Family of receptors for epidermal growth factors (epidermal growth receptor family / EGFR family). For this receptor family have already been transmembrane members described. These proteins are intrinsic Tyrosine kinase activity. Examples of this are the EGFR (Her1, erbB-1; Ullrich et al. (1984), Nature 309: 418-425), Her2 (Her2 / new, erbB-2; Coussens et al., (1985), Science 230: 1132-1139), Her3 (erbB-3; Kraus et al. (1989), PNAS 86: 9193-9197; Guy et al. (1994), PNAS 91: 8132-8136) and Her4 (erbB-4; Plowman et al. (1993), PNAS 90: 1746-1750). These receptors are found in normal epithelia, mesenchymal, such as neuronal tissues expressed. Due to the fact that Receptors of this family were found to occur in some tumors postulates that this plays a role in the development and progression of the tumor Play tumor development (Cooke et al., (2001), European Journal of Cancer, 37: S3-S10).

Von besonderem Interesse scheint hierbei der Rezeptor Her2 zu sein. Dieser Rezeptor wurde zunächst für die Ratte (Shih et al. (1981), Nature 290: 261-264), später auch für den Menschen (Coussens et al. (1985) Science 230: 1132-1139) beschrieben. Für das humane Mammakarzinome wurde eine Überexpression von Her2 gezeigt (King et al. (1985), Science 229: 974-976). Diese Überexpression wurde darüber hinaus mit einer schlechten Prognose, einer kürzeren Gesamtüberlebenszeit und einem aggressivem Phänotyp in Verbindung gebracht (Slamon et al. (1987), Science 235: 177-182). Eine Überexpression von Her2 ist über die Karzinome der Mamma hinaus für Karzinome des Kolon (Meltzer et al. (1987), Gastroenterology 92: 1174-1180), der Lunge (Cline et al. (1987), Cancer 60: 2669-2674), des Magens (Jähne et al. (1994), Chirurg 65: 307-311), des Ovars (Meden et al. (1997), European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology 71: 173-179), sowie des (Buchler et al. (2001), Journal of Gastrointestinal Surgery 5: 139-146) beschrieben. Aus diesem Grund gilt Her2 als prognostischer Faktor. The Her2 receptor appears to be of particular interest. This The receptor was first used for the rat (Shih et al. (1981), Nature 290: 261-264), later also for humans (Coussens et al. (1985) Science 230: 1132-1139) described. For human breast cancer, an overexpression of Her2 (King et al. (1985) Science 229: 974-976). This overexpression was also with a poor forecast, a shorter one Overall survival and an aggressive phenotype (Slamon et al. (1987) Science 235: 177-182). An overexpression of Her2 is in addition to breast cancers for colon cancers (Meltzer et al. (1987), Gastroenterology 92: 1174-1180), the lungs (Cline et al. (1987), Cancer 60: 2669-2674), the stomach (Jähne et al. (1994), surgeon 65: 307-311), the ovary (Meden et al. (1997), European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology 71: 173-179), and des (Buchler et al. (2001), Journal of Gastrointestinal Surgery 5: 139-146). For this reason, Her2 is considered prognostic factor.

Das transformierende Potential von Her2 wurde an NIH3T3 Zellen untersucht, welche mit dem Her2 Gen transfiziert wurden. Eine moderate Expression konnte keine transformierende Aktivität hervorrufen, während eine verstärkte Expression zur Aktivierung des Onkogen führte (Di Fiore et al. (1987), Science 237: 178-182). Die Gruppe der EGFR zählt zu den Typ I Rezeptortyrosinkinasen (RTK). Die Signalübertragung erfolgt nach dem Stand der Technik durch eine ligandeninduzierte Stabilisierung eines Rezeptordimers. Die Liganden der EGFR- Familie haben einen bivalenten Charakter. Ein hochaffiner Bindungsplatz mit hoher Spezifität für den einen Rezeptor (EGFR, Her3, Her4) befindet sich am N-terminalen Ende und erleichtert die Bindung der niederaffinen Bindungsstelle, deren Spezifität breiter ist (Tzahar et al. (1997), The EMBO Journal 16: 4938-4950) und den Heterodimerisierungsartner des Rezeptors festlegt (Tzahar und Yarden (1998) Biochim Biphys Acta, 1377, M25-27). Her2, das nur eine niederaffine Bindungsstelle für die beschriebenen physiologischen Liganden besitzt, interagiert mit Rezeptoren, die eine hochaffine Bindungsstelle besitzen, z. B. Her2 oder Her4 (Horan et al. (1995) Journal of Biological Chemistry 270: 24604-24608). The transforming potential of Her2 was examined on NIH3T3 cells, which have been transfected with the Her2 gene. A moderate expression could do not induce any transforming activity during increased expression led to activation of the oncogene (Di Fiore et al. (1987), Science 237: 178-182). The EGFR group is a type I receptor tyrosine kinase (RTK). The According to the prior art, signal transmission takes place through a ligand-induced stabilization of a receptor dimer. The ligands of the EGFR Family have a bivalent character. A high affinity binding place with high Specificity for one receptor (EGFR, Her3, Her4) is at the N-terminal End and facilitates the binding of the low affinity binding site, its specificity is broader (Tzahar et al. (1997), The EMBO Journal 16: 4938-4950) and the Determines heterodimerization partner of the receptor (Tzahar and Yarden (1998) Biochim Biphys Acta, 1377, M25-27). Her2, which is only a low-affinity binding site for the physiological ligands described, interacts with receptors, which have a high affinity binding site, e.g. B. Her2 or Her4 (Horan et al. (1995) Journal of Biological Chemistry 270: 24604-24608).

Die Heterodimerisierung des Rezeptors induziert eine intrinsische Protein-Tyrosin- Kinaseaktivität und eine Tyrosin-Autophosphorylierung. Diese zellulären Ereignisse induzieren nach dem Stand der Technik eine Anlagerung und Phosphorylierung verschiedener intrazellulärer Substrate (Steen H, et al. (2001) J Biol Chem. In press). Heterodimerization of the receptor induces intrinsic protein tyrosine Kinase activity and tyrosine autophosphorylation. These cellular events induce addition and phosphorylation according to the prior art various intracellular substrates (Steen H, et al. (2001) J Biol Chem. In press).

Es sind zu Zeit mindestens sechs Liganden für diese Rezeptoren bekannt, die mit unterschiedlichen Affinitäten an die Rezeptoren binden. Heregulin (HRG) ist der am besten untersuchte (indirekte) Ligand für den HER2 Rezeptor. Diese Liganden induzieren durch Bindung an die Rezeptoren der EGFR-Familie ein spezifisches Signal (EGFR-vermitteltes Signal). There are currently at least six ligands known for these receptors that are associated with bind different affinities to the receptors. Heregulin (HRG) is the most best investigated (indirect) ligand for the HER2 receptor. These ligands induce a specific one by binding to the receptors of the EGFR family Signal (EGFR-mediated signal).

Aufgrund der hohen Proliferations- und Metastasierungsrate von Her2- überexprimierenden Zellen (Her2++) (agressiver Phänotyp (Cooke et al., (2001), European Journal of Cancer, 37: S3-S10)) wurde Her2 als Target für eine Immuntherapie ausgewählt. Due to the high proliferation and metastasis rate of Her2 overexpressing cells (Her2 ++ ) (aggressive phenotype (Cooke et al., (2001), European Journal of Cancer, 37: S3-S10)) Her2 was selected as a target for immunotherapy ,

Es wurde gezeigt, daß das Wachstum von humanen Her2++ Brustkrebszellen mit murinen Antikörpern inhibiert wird. Entsprechende Antikörper wirken auch im natürlichen Umfeld von humanen Tumoren wachstumsinhibierend (Basalega et al. (1996), Journal of Clinical Oncology 14: 737-744; Lewis et al. (1993), Cancer Immunology, Immunotherapy 37: 255-263; Shepard et al. (1991), Journal of Clinical Immunology 11: 117-127). The growth of human Her2 ++ breast cancer cells has been shown to be inhibited with murine antibodies. Corresponding antibodies also inhibit growth in the natural environment of human tumors (Basalega et al. (1996), Journal of Clinical Oncology 14: 737-744; Lewis et al. (1993), Cancer Immunology, Immunotherapy 37: 255-263; Shepard et al. (1991) Journal of Clinical Immunology 11: 117-127).

Ein Antikörper mit der beschriebenen inhibitorischen Funktion wird von GENENTECH als Herceptin (Trastuzumab) vermarktet. Obwohl auch Daten über eine Monotherapie mit Herzeptin publiziert wurden (Cobleigh et al. (1999), Journal of Clinical Oncology 17: 2639-2648), wird der mAb heute in Kombination mit Zytostatika wie Cisplatin eingesetzt (Baselga et al. (1998), Cancer Research 58: 2825-2831; Pegram et al. (1999), Oncogene 18: 2241-2251). Herceptin gilt als relativ gut verträgliches Arzneimittel. An antibody with the described inhibitory function is from GENENTECH is marketed as Herceptin (trastuzumab). Although data about monotherapy with herceptin has been published (Cobleigh et al. (1999), Journal of Clinical Oncology 17: 2639-2648), the mAb is used today in combination with Cytostatics such as cisplatin used (Baselga et al. (1998), Cancer Research 58: 2825-2831; Pegram et al. (1999), Oncogene 18: 2241-2251). Herceptin is considered relatively well tolerated drug.

Darüber hinaus befinden sich Antagonisten der intrazellulären EGFR-vermittelten Signalwege in der klinischen Entwicklung. Dies sind in der Regel kleine chemische Verbindungen (wie z. B. das Quinazolin ZD1839 (Iressa™) gegen die Tyrosinkinase des EGF Rezeptors (HER1). In addition, there are antagonists of the intracellular EGFR-mediated Pathways in clinical development. These are usually small chemical ones Compounds (such as quinazoline ZD1839 (Iressa ™) against tyrosine kinase of the EGF receptor (HER1).

Weitere Untersuchungen mit dem oben genannten mAb Herzeptin zeigten, daß die Wirksamkeit einer Herceptintherapie von der Her2 Überexpression/Genamplifikation abhängt. Aus diesem Grund ist heute ein positiver Her2-Rezeptortest Voraussetzung für eine Behandlung mit Herceptin. Further studies with the above-mentioned mAb herceptin showed that the Effectiveness of Herceptin therapy from Her2 overexpression / gene amplification depends. For this reason, today is a positive Her2 receptor test Prerequisite for treatment with Herceptin.

Von der FDA (Food and Drug Administration der USA) sind in diesem Zusammenhang zwei Testverfahren zugelassen (immunhistochemische Färbung (IHC) und Fluoreszenz in situ-Hybridisierung (FISH)). Eine Genamplifikation kann außerdem mit Hilfe der "Polymerase Chain Reaction" (PCR) oder dem "Southern Blot" (SB) nachgewiesen werden. Die Expression des Proteins kann auch mit Hilfe eines "Enzyme-Linked Immunosorbation Assay" (ELISA) nachgewiesen werden. Diese Tests sind u. a. in der Arbeit von Waldenmaier (Etablierung eines Her2/neu- Rezeptortests auf der Grundlage sensor-basierender Technologien (2001), Diplomarbeit der Fakultät für Biologie der Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg im Breisgau) näher beschrieben und miteinander verglichen worden. Auf Offenbarungsgehalt dieser Diplomarbeit wird hiermit vollständig, als z. T. bevorzugte Ausführungsform des unten näher beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, Bezug genommen. From the FDA (Food and Drug Administration of the USA) are in this Relation to two test methods permitted (immunohistochemical staining (IHC) and fluorescence in situ hybridization (FISH)). A gene amplification can also with the help of the "Polymerase Chain Reaction" (PCR) or the "Southern Blot "(SB) can be detected. The expression of the protein can also with the help of an "enzyme-linked immunosorbation assay" (ELISA). These tests are a. in the work of Waldenmaier (establishment of a Her2 / new Receptor tests based on sensor-based technologies (2001), Diploma thesis from the Faculty of Biology at the Albert-Ludwigs-University, Freiburg im Breisgau) have been described in more detail and compared. On Disclosure content of this diploma thesis is hereby complete, e.g. T. preferred Embodiment of the method according to the invention described in more detail below, Referred.

Nach IHC werden Patienten in vier Gruppen eingeteilt: 1. Status 0 und 2. 1+ werden als negativ eingeteilt. Der Status 3. 2+ gilt als leicht positiv und die FDA empfiehlt in solchen Fällen einen zusätzlichen FISH Test um den Status eindeutig festzulegen. Der Status 4. 3+ ist das laut IHC positive Ergebnis. Bei der FISH-Diagnostik erfolgt die Unterteilung in positive und negative Fälle, da die Amplifikation genau definiert werden kann. Obwohl in Patienten eine Überexpression von Her2 vor einer entsprechenden Therapie nachgewiesen wird, sprechen nur 10 bis 20% dieser Patienten auf diese teure Therapie an (Baselga (2001), Annals of Oncology 12 suppl. 1: S49-S55). According to IHC, patients are divided into four groups: 1. Status 0 and 2. 1+ classified as negative. The status 3. 2+ is considered slightly positive and the FDA recommends in In such cases, an additional FISH test to clearly determine the status. Status 4. 3+ is the IHC positive result. With FISH diagnostics the division into positive and negative cases, since the amplification is precisely defined can be. Although in patients overexpression of Her2 before appropriate therapy is proven, only 10 to 20% of these speak Patients on this expensive therapy (Baselga (2001), Annals of Oncology 12 suppl. 1: S49-S55).

Ein Test, der eine eindeutigere Prognose für die Wirksamkeit einer Herzeptin- Therapie oder einer damit verwandten Therapie, wäre also, auch aus Gründen der Gesundheitsökonomie, wünschenswert. Darüber hinaus ist es für die Entwicklung neuer Therapieformen erstrebenswert, Substanzen zu finden, die in Kombination mit Herzeptin oder ähnlichen Arzneimitteln für eine effektive Tumortherapie geeignet sind. Ebenfalls sollten Substanzen identifiziert werden, die in Kombination mit bekannten Therapeutika eine entsprechende oder verbesserte Wirksamkeit als Herzeptin haben und dabei vorzugsweise kostengünstiger hergestellt werden können. A test that provides a clearer prognosis for the effectiveness of a Herceptin Therapy, or a therapy related to it, would be, also for reasons of Health economics, desirable. It is also for development new forms of therapy worth striving to find substances in combination with herceptine or similar medicines for effective tumor therapy are. Substances should also be identified in combination with known therapeutic agents as a corresponding or improved effectiveness Have herceptine and are preferably produced more cheaply can.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit das technische Problem zugrunde, ein einfach zu nutzendes Verfahren bereitzustellen, daß eine verbesserte Prognose über die Wirksamkeit einer Therapie von Tumoren erlaubt, die mit einer pathologischen Expression von EGF-Rezeptoren oder von Proteinen, die an der Signaltransduktion des entsprechenden Rezeptorsignals beteiligt sind, in Verbindung stehen. The present invention is therefore based on the technical problem Easy to use procedure that provides an improved prognosis about the efficacy of a therapy for tumors, which with a pathological expression of EGF receptors or of proteins involved in the Signal transduction of the corresponding receptor signal are involved in Connect.

Dieses technische Problem wird durch die in den Ansprüchen charakterisierten Ausführungsformen gelöst. This technical problem is characterized by that in the claims Embodiments solved.

Folglich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Prädiktion oder Prognose der Wirksamkeit einer Tumorbehandlung umfassend

  • a) Inkontaktbringen einer Probe, die lebende Zellen mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGF-Rezeptorfamilie aufweist mit
    • a) einem Interaktionspartner, wobei der Interaktionspartner das durch den natürlichen Liganden vermittelte Signal des Rezeptors moduliert; und
    • b) einem oder mehreren Therapeutika
    unter Bedingungen, die eine Interaktion der lebenden Zellen mit dem Interaktionspartner und dem dem einen oder mehreren Therapeutika erlauben; und
  • b) Messung des über das Mitglied der EGF-Rezeptorfamilie vermittelten Signals, wobei die Modulation dieses Signals die Wirksamkeit der Tumorbehandlung prädiziert oder prognostiziert.
Accordingly, the present invention relates to a method for predicting or predicting the effectiveness of a tumor treatment
  • a) contacting a sample that has living cells with abnormal activity of a member of the EGF receptor family
    • a) an interaction partner, the interaction partner modulating the signal of the receptor mediated by the natural ligand; and
    • b) one or more therapeutic agents
    under conditions that allow the living cells to interact with the interaction partner and the one or more therapeutic agents; and
  • b) Measurement of the signal mediated by the member of the EGF receptor family, the modulation of this signal predicting or predicting the effectiveness of the tumor treatment.

Der Begriff "Zellen mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGF- Rezeptorfamilie" beschreibt Zellen, bei denen das EGFR-vermittelte Signal unphysiologisch (pathologisch) verändert ist. Diese Veränderung umfaßt sowohl eine Ligand-induzierte Veränderung des Signals, als auch Veränderung, die ein Signal "weiter unterhalb" im Signalweg ("downstream") initiiert. Diese Veränderung kann sowohl eine Steigerung als auch eine Inhibition des physiologischen Signals sein. The term "cells with abnormal activity of a member of the EGF- Receptor Family "describes cells in which the EGFR-mediated signal is changed physiologically (pathologically). This change includes both a ligand-induced change in the signal, as well as change that a Signal "further below" initiated in the signal path ("downstream"). This change can both an increase and an inhibition of the physiological signal his.

Die "Proben lebender Zellen" werden entweder für das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend der in der Beschreibung weiter unten beschriebenen Verfahren isoliert oder stammen aus Kulturen isolierter Patientenzellen(-gewebe). Der Begriff "Interaktionspartner" wird im Kontext mit der vorliegenden Erfindung zur Beschreibung eines Moleküls verwendet, das spezifisch mit einem anderen Molekül wechselwirkt. Diese Wechselwirkung ist durch eine Modulation des von dem natürlichen Liganden induzierte Signal gekennzeichnet. Die Definition der Interaktionspartner umfaßt organische als auch anorganische Substanzen und Verbindungen. Dies sind z. B. Makromoleküle und kleine Moleküle oder niedermolekulare Moleküle. Der Begriff schließt ferner sowohl chemisch unmodifizierte als auch modifizierte Moleküle ein. The "samples of living cells" are either for the invention Method according to that described in the description below Procedures isolated or derived from cultures of isolated patient cells (tissues). The term "interaction partner" is used in the context of the present invention Description of a molecule used that is specific to another molecule interacts. This interaction is by modulating the one of the characterized natural ligand-induced signal. The definition of Interaction partner includes organic as well as inorganic substances and Links. These are e.g. B. macromolecules and small molecules or low molecular weight molecules. The term also includes both chemical unmodified as well as modified molecules.

Unter dem Begriff "Makromoleküle" werden Moleküle mit einer hohen molekularen Komplexität oder einem hohen Molekulargewicht verstanden. Vorzugsweise sind dies Biomoleküle, wie z. B. Biopolymere, insbesondere Proteine, Oligo- oder Polypeptide, aber auch DNA, RNA, Oligo- oder Polynucleotide, prosthetische Gruppen, Lipide, Oligo- und Polysaccharide, sowie deren Modifikationen, sowie auch synthetische Moleküle verstanden. Im Zusammenhang mit Proteinen kommen insbesondere Liganden in Betracht, aber auch Proteine oder Peptide, die Epitope oder antigene Determinanten von Proteinen repräsentieren. Ferner können die Proteine auch Fusionsproteine sein. Der Begriff Peptide oder Proteine umfaßt sowohl natürliche als auch synthetische Peptide oder Proteine. Beispiele für natürliche Proteine umfassen u. a. Antikörper, Antikörperfragmente, Rezeptoren, die an ihre spezifischen Liganden binden, peptidische Liganden, die mit ihren spezifischen Rezeptoren oder Peptiddomänen, die mit spezifischen Substraten, einschließlich Proteinen und Coenzymen, und anderen Peptiden oder Enzymen etc. interagieren. Ebenfalls umfaßt sind hiermit rekombinant hergestellte Formen der vorgenannten Proteine oder Peptide. Natürliche Peptide umfassen entsprechend unter anderem Fragmente der oben beschriebenen Proteine, die mit spezifischen Affinitätsliganden interagieren. Synthetische Proteine oder Peptide umfassen sowohl zur Expression gebrachte Pseudogene oder Fragmente davon, als auch Proteine oder Peptide mit einer zufälligen Aminosäuresequenz. The term "macromolecules" refers to molecules with a high molecular weight Complexity or a high molecular weight understood. Are preferred this biomolecules such. B. biopolymers, especially proteins, oligomers or Polypeptides, but also DNA, RNA, oligo- or polynucleotides, prosthetic Groups, lipids, oligosaccharides and polysaccharides, and their modifications, as well also understood synthetic molecules. Come in connection with proteins ligands in particular, but also proteins or peptides, the epitopes or represent antigenic determinants of proteins. Furthermore, the Proteins can also be fusion proteins. The term includes peptides or proteins both natural and synthetic peptides or proteins. examples for natural proteins include a. Antibodies, antibody fragments, receptors that bind to their specific ligands, peptide ligands that bind to their specific receptors or peptide domains with specific substrates, including proteins and coenzymes, and other peptides or enzymes etc. to interact. Also included are forms of recombinant the aforementioned proteins or peptides. Natural peptides include accordingly including fragments of the proteins described above, with specific Affinity ligands interact. Include synthetic proteins or peptides both expressed pseudogenes or fragments thereof, and Proteins or peptides with a random amino acid sequence.

Unter dem Begriff "kleine Moleküle" oder "niedermolekulare Moleküle" werden Moleküle verstanden, die von geringerer molekularer Komplexität sind, als die oben definierten Makromoleküle. In der Literatur wird der Begriff "kleine Moleküle" ("small molecules") oder "niedermolekulare Moleküle" ("low molecular weight molecules") nicht einheitlich verwendet. In WO 89/03041 und WO 89/03042 werden Moleküle mit Molekülmassen bis 7000 g/mol als kleine Moleküle beschrieben. Üblicherweise werden jedoch Molekülmassen zwischen 50 und 3000 g/mol, häufiger aber zwischen 75 und 2000 g/mol und meistens im Bereich zwischen 100 und 1000 g/mol angegeben. Beispiele sind dem Fachmann aus den Schriften WO 86/02736, WO 97/31269, US-A-5928868, US-A-5242902, US-A-5468651, US-A-5547853, US-A-5616562, US-A-5641690, US-A-4956303 und US-A-5928643 bekannt. Under the term "small molecules" or "low molecular weight molecules" Understand molecules that are of less molecular complexity than those above defined macromolecules. In the literature, the term "small molecules" ("small molecules ") or" low molecular weight molecules " not used consistently. WO 89/03041 and WO 89/03042 describe molecules with molecular weights up to 7000 g / mol described as small molecules. Usually however, molecular weights between 50 and 3000 g / mol become more common between 75 and 2000 g / mol and mostly in the range between 100 and 1000 g / mol specified. Examples are known to the person skilled in the art from the documents WO 86/02736, WO 97/31269, US-A-5928868, US-A-5242902, US-A-5468651, US-A-5547853, US-A-5616562, US-A-5641690, US-A-4956303 and US-A-5928643.

Als Beispiele für solche kleinen Moleküle können Oligomere oder auch kleine organische Moleküle angeführt werden, wie Oligopeptide, Oligonucleotide, Kohlenhydrate (Glycoside), Isoprenoide oder Lipidstrukturen. In der Literatur stellt zumeist das Molekulargewicht die Definitionsgrundlage für solche kleinen Moleküle dar. Examples of such small molecules can be oligomers or small ones organic molecules such as oligopeptides, oligonucleotides, Carbohydrates (glycosides), isoprenoids or lipid structures. In the literature mostly the molecular weight is the basis for the definition of such small molecules represents.

Die Definition der Interaktionspartner umfaßt damit Moleküle, die eine spezifische Wechselwirkung mit einem Zielmolekül aufweisen. Entsprechende Zielmoleküle sind Bestandteil der EGFR-vermittelten Signaltransduktionskette. Mit dieser Beschreibung sind damit sowohl Stoffe umfaßt, die mit extrazellulären Domänen (z. B. der Rezeptoren) oder mit intrazellulären Zielmolekülen interagieren. Beispiele für solche intrazelluläre Zielmoleküle, die Bestandteil der EGFR-vermittelten Signaltransduktionskette sind, umfassen Inhibitoren von Kinasen (z. B. Tyrosinkinase-Inhibitoren, Proteinkinase C-Kinaseinhibitoren/PKC- Kinaseinhibitoren) aber auch andere, z. B. kompetitierbare Substrate, die für diese Signaltransduktion relevant sind. The definition of the interaction partner thus includes molecules that have a specific Have interaction with a target molecule. Appropriate target molecules are Part of the EGFR-mediated signal transduction chain. With this Description includes both substances with extracellular domains (e.g. the receptors) or interact with intracellular target molecules. Examples for those intracellular target molecules that are part of the EGFR-mediated Signal transduction chain include inhibitors of kinases (e.g. Tyrosine Kinase Inhibitors, Protein Kinase C Kinase Inhibitors / PKC Kinase inhibitors) but also others, e.g. B. competitive substrates for this Signal transduction are relevant.

Eine spezifische Interaktion oder Wechselwirkung kann beispielsweise mit einem "Schlüssel-Schloß-Prinzip" charakterisiert werden. Der Interaktionspartner und das Zielmolekül, besitzen Strukturen oder Motive, die spezifisch zueinander passen, wie z. B. eine antigene Determinante (Epitop), die mit der Antigen-Bindungstelle eines Antikörpers wechselwirkt. Entsprechend steht spezifische Interaktion im Gegensatz zu einer universelleren, unspezifischen Wechselwirkung. Durch die Kenntnis der Struktur eines der Interaktionspartner lassen sich Rückschlüsse auf mögliche bevorzugte Strukturen bzw. auf spezielle Strukturelemente eines geeigneten damit interagierenden Partners ziehen. A specific interaction or interaction can, for example, with a "Key-lock principle" can be characterized. The interaction partner and that Target molecule, have structures or motifs that fit each other specifically, such as z. B. an antigenic determinant (epitope) associated with the antigen binding site Antibody interacts. Accordingly, there is a specific conflict to a more universal, non-specific interaction. By knowing the Structure of one of the interaction partners allows conclusions to be drawn about possible ones preferred structures or on special structural elements of a suitable one interacting partner.

Der Begriff "natürliche Liganden" definiert natürlich vorkommende Liganden, die spezifisch mit Rezeptoren der EGFR-Familie interagieren. Beispiele hierfür sind dem Fachmann aus der Literatur bekannt (Pinkas-Kramarski et al. (1997), J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2 (2) 97-107) The term "natural ligands" defines naturally occurring ligands that interact specifically with receptors of the EGFR family. examples for this are known to the person skilled in the art from the literature (Pinkas-Kramarski et al. (1997), J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2 (2) 97-107)

Der Begriff "Therapeutikum" beschreibt im Kontext der vorliegenden Erfindung Substanzen (Wirkstoffe), die selbst als Arzneimittel oder als Bestandteil eines solchen verabreicht werden können. Darüber hinaus umfaßt der Begriff auch Behandlungsverfahren, die in der Tumortherapie verwendet werden. Beispiele für solche Behandlungsverfahren sind Beispielswiese Bestrahlungstherapien oder hyperthermische Therapieformen. The term "therapeutic agent" describes in the context of the present invention Substances (active substances) that are themselves used as medicinal products or as part of a can be administered. The term also includes Treatment methods used in tumor therapy. examples for such treatment methods are, for example, radiation therapy or hyperthermal forms of therapy.

Die Bedingungen, die eine Interaktion der lebenden Zellen mit dem Interaktionspartner und dem Therapeutikum erlauben, gewährleisten, daß eine Interaktion nicht durch weitere Komponenten verhindert werden. Diese Komponenten schließen z. B. Bestandteile von Kulturmedien ein. Diese Bedingungen im erfindungsgemäßen Verfahren schließen darüber hinaus ein, daß weitere Substanzen, die gegebenenfalls auch nachweislich nicht oder nur gering wirksam sind, zugesetzt werden. The conditions that an interaction of the living cells with the Allow interaction partners and the therapeutic agent to ensure that a Interaction cannot be prevented by other components. This Components include e.g. B. components of culture media. This Conditions in the process according to the invention also include that other substances that may or may not have been demonstrated or only to a minor extent are effective.

Der Begriff "Modulation" definiert im Zusammenhang mit dieser Erfindung sowohl eine Steigerung, als auch, in einer alternativen Ausführungsform, eine Inhibition des EGFR-vermittelten Signals. Eine Inhibition umfaßt bevorzugt auch eine vollständige Blockade dieses Signals. The term "modulation" defines both in the context of this invention an increase, as well, in an alternative embodiment, an inhibition of the EGFR-mediated signal. Inhibition preferably also includes complete Block this signal.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Modulation dadurch erreicht, daß der Interaktionspartner anstelle des natürlichen Liganden an den Rezeptor bindet und damit eine Bindung des natürlichen Liganden unterbindet oder teilweise unterbindet (kompetitiert). In one embodiment of the method according to the invention, the modulation thereby achieved that the interaction partner instead of the natural ligand binds the receptor and thus prevents binding of the natural ligand or partially prevented (competed).

Die Wirksamkeit der getesteten Tumorbehandlung läßt sich aus der gemessenen Modulation des Signals ableiten. The effectiveness of the tested tumor treatment can be seen from the measured Derive modulation of the signal.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Modulation des Rezeptor-vermittelten Signals in einer lebenden Zelle mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGFR-Familie mit der Modulation des entsprechenden und unter den gleichen Verfahrensbedingungen herbeigeführten Signals in einer lebenden Zelle mit normaler Aktivität des Mitglieds der EGFR- Familie verglichen. Die Wirksamkeit der Tumorbehandlung wird hierbei durch den Unterschied in der Modulation prädiziert oder prognostiziert. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the Modulation of the receptor-mediated signal in a living cell with a abnormal activity of a member of the EGFR family modulating the corresponding and brought about under the same process conditions Signal in a living cell with normal activity of the member of the EGFR Family compared. The effectiveness of the tumor treatment is determined by the Difference in modulation predicts or predicts.

Entsprechend der oben beschriebenen Definition für Zellen mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGFR-Familie sind Zelle mit normaler Aktivität des Mitglieds der EGFR-Familie dadurch gekennzeichnet, daß das EGFR-vermittelte Signal nicht unphysiologisch verändert ist. According to the definition described above for cells with an abnormal Activity of a member of the EGFR family are cells with normal activity of the Members of the EGFR family characterized in that the EGFR mediated Signal is not changed non-physiologically.

Die gleichen Verfahrensbedingungen beziehen sich auf die Bedingungen, unter denen die Probe der jeweiligen Zellen mit dem Interaktionspartner und dem Therapeutikum in Kontakt gebracht werden. Bevorzugt werden die Zellen mit der abnormen und der normalen Aktivität des Mitglieds der EGFR-Familie in parallelen Ansätzen entsprechend des beschriebenen Verfahrens inkubiert. The same process conditions refer to the conditions under which the sample of the respective cells with the interaction partner and the Therapeutic agent can be brought into contact. The cells with the abnormal and the normal activity of the member of the EGFR family in parallel Approaches incubated according to the procedure described.

Bevorzugt ist das in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Therapeutikum ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einer Substanz mit spezifischer toxischer Wirkung, einem ionischen Strahler, einem Antikörper und einem hyperthermischen Therapeutikum. The therapeutic agent used in the method according to the invention is preferred selected from a group consisting of a substance with specific toxic effect, an ionic emitter, an antibody and an hyperthermic therapeutic.

Weiter bevorzugt ist das Therapeutikum eine Kombination aus zwei oder mehreren Therapeutika. The therapeutic agent is further preferably a combination of two or more Therapeutics.

Darüber hinaus bevorzugt sind der Interaktionspartner und das Therapeutikum/die Therapeutika miteinander fusioniert. Der Begriff "fusioniert" beschreibt im Zusammenhang mit der Erfindung die Kopplung der Interaktionspartner mit dem Therapeutikum/den Therapeutika zu einer Verbindung. Entsprechend ist das Therapeutikum in dieser bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Substanz. The interaction partner and the therapeutic agent are also preferred Therapeutics merged together. The term "merged" describes in Connection with the invention, the coupling of the interaction partners with the Therapeutic / the therapeutic agents to a connection. It is accordingly Therapeutic in this preferred embodiment of the invention Procedure a substance.

Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Identifizierung eines für die Tumorbehandlung wirksamen Therapeutikums oder einer Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum umfassend

  • a) Inkontaktbringen einer Probe, die lebende Zellen mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGF-Rezeptorfamilie aufweist mit
    • a) einem Interaktionspartner, wobei der Interaktionspartner das durch den natürlichen Liganden vermittelte Signal des Rezeptors moduliert; und
    • b) einer oder mehreren Testsubstanzen unter Bedingungen, die eine Interaktion der lebenden Zelle mit dem Interaktionspartner und der Testsubstanz erlauben;
  • b) Messung des über das Mitglied der EGF-Rezeptorfamilie vermittelten Signals; und
  • c) Vergleich des Meßergebnisses aus Schritt (b) mit einem Meßergebnis, das ohne die Zugabe der Testsubstanz erhalten wurde, wobei die Modulation dieses Signals mit der Testsubstanz im Vergleich zum Wert ohne die Testsubstanz ein Indiz für die Wirksamkeit der Testsubstanz als Therapeutikum oder als Leitsubstanz für ein Therapeutikum darstellt.
The invention further relates to a method for identifying a therapeutic agent effective for tumor treatment or a lead substance for such a therapeutic agent
  • a) contacting a sample that has living cells with abnormal activity of a member of the EGF receptor family
    • a) an interaction partner, the interaction partner modulating the signal of the receptor mediated by the natural ligand; and
    • b) one or more test substances under conditions which allow the living cell to interact with the interaction partner and the test substance;
  • b) measurement of the signal mediated by the member of the EGF receptor family; and
  • c) Comparison of the measurement result from step (b) with a measurement result that was obtained without the addition of the test substance, the modulation of this signal with the test substance compared to the value without the test substance being an indication of the effectiveness of the test substance as a therapeutic agent or as a lead substance for a therapeutic agent.

Der Begriff "Leitsubstanz" beschreibt im Zusammenhang mit der Erfindung Substanzen, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens identifiziert wurden. Eine solche Leitsubstanz wird jedoch, im Gegensatz zu einem identifizierten Therapeutikum, so weiter formuliert, daß pharmakologische Parameter optimiert werden. Bevorzugt optimierte Parameter werden in der weiteren Beschreibung der Erfindung definiert. The term "lead substance" describes in connection with the invention Substances that were identified using the method according to the invention. Such a lead substance is, however, in contrast to an identified one Therapeutic, formulated so that pharmacological parameters are optimized become. Parameters that are preferably optimized are described in the further description of Invention defined.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Interaktionspartner ein monoklonaler Antikörper oder ein Fragment oder Derivat davon. In a preferred embodiment of the method according to the invention Interaction partner a monoclonal antibody or a fragment or derivative from that.

Monoklonale Antikörper und Verfahren zu deren Herstellung sind dem Fachmann bekannt. Diese basieren auf einer zuerst von Köhler und Milstein (1975) beschriebenen Methode. Diese ist u. a. in dem Laborhandbuch von Harlow und Lane (Antibodies, A laboratory manual; Cold Spring Harbor Laboratory; (1988); Chapter 6) detailliert beschrieben. Durch die Definition umfaßt sind ebenfalls bispezifische Antikörper, synthetische Antikörper und Fragmente oder Derivate dieser Antikörper. Diese umfassen Fragmente wie Fab, Fv oder scFv und chemisch modifizierte Derivate dieser Antikörper oder Antikörperfragmente. Monoclonal antibodies and methods for their production are known to the person skilled in the art known. These are based on a first by Köhler and Milstein (1975) described method. This is u. a. in the Harlow and Lane laboratory manual (Antibodies, A laboratory manual; Cold Spring Harbor Laboratory; (1988); Chapter 6) described in detail. The definition also includes bispecific Antibodies, synthetic antibodies and fragments or derivatives of these antibodies. These include fragments such as Fab, Fv or scFv and chemically modified Derivatives of these antibodies or antibody fragments.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der monoklonale Antikörper ein IgG. In a preferred embodiment, the monoclonal antibody is an IgG.

Ebenfalls bevorzugt ist der monoklonale Antikörper ein humanisierter Antikörper. The monoclonal antibody is also preferably a humanized antibody.

In einer darüber hinaus bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der humanisierte Antikörper Herceptin (Trastuzumab). In a further preferred embodiment of the invention The method is the humanized antibody Herceptin (trastuzumab).

Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Identifizierung eines für die Tumorbehandlung wirksamen Therapeutikums oder einer Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum umfassend

  • a) Inkontaktbringen einer Probe, die lebende Zellen mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGF-Rezeptorfamilie aufweist mit
    • a) einem oder mehreren Tumortherapeutika; und
    • b) einem auf Wirksamkeit bei der Tumorbehandlung zu testenden Interaktionspartner, wobei der Interaktionspartner das durch den natürlichen Liganden vermittelte Signal des Rezeptors moduliert
    unter Bedingungen, die eine Interaktion der lebenden Zelle mit dem Tumortherapeutikum und dem Interaktionspartner erlauben;
  • b) Messung des über das Mitglied der EGF-Rezeptorfamilie vermittelten Signals; und
  • c) Vergleich des Meßergebnisses aus Schritt (b) mit einem Meßergebnis, das ohne die Zugabe des Interaktionspartners erhalten wurde, wobei die Modulation dieses Signals mit dem Interaktionspartner im Vergleich zum Wert ohne den Interaktionspartner ein Indiz für die Wirksamkeit des Interaktionspartners als Kombinationstherapeutikum oder als Leitsubstanz für ein Kombinationstherapeutikum darstellt.
The invention further relates to a method for identifying a therapeutic agent effective for tumor treatment or a lead substance for such a therapeutic agent
  • a) contacting a sample that has living cells with abnormal activity of a member of the EGF receptor family
    • a) one or more tumor therapeutics; and
    • b) an interaction partner to be tested for efficacy in tumor treatment, the interaction partner modulating the signal of the receptor mediated by the natural ligand
    under conditions that allow the living cell to interact with the tumor therapeutic and the interaction partner;
  • b) measurement of the signal mediated by the member of the EGF receptor family; and
  • c) Comparison of the measurement result from step (b) with a measurement result that was obtained without the addition of the interaction partner, the modulation of this signal with the interaction partner compared to the value without the interaction partner being an indication of the effectiveness of the interaction partner as a combination therapeutic agent or as a lead substance for a combination therapeutic.

In einer bevorzugten Ausführungsform der oben beschriebenen Verfahren wird die Modulation des Rezeptor-vermittelten Signals in einer lebenden Zelle mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGFR-Familie mit der Modulation des entsprechenden Signals in einer lebenden Zelle mit normaler Aktivität der Mitglieder der EGFR-Familie verglichen. Hierbei stellt die Modulation dieser Signale in den unterschiedlichen Zellen ein Indiz für die Wirksamkeit des Therapeutikums oder Kombinationstherapeutikums oder einer Leitsubstanz für ein solches dar. In a preferred embodiment of the methods described above, the Modulation of the receptor-mediated signal in a living cell with a abnormal activity of a member of the EGFR family modulating the corresponding signal in a living cell with normal activity of the members compared to the EGFR family. Here, the modulation of these signals in the different cells an indication of the effectiveness of the therapeutic agent or Combination therapeutic agent or a lead substance for such.

Bevorzugt ist die abnorme Aktivität eines Mitglied der EGFR-Familie Folge einer Überexpression des Rezeptors. Eine solche Überexpression umfaßt die Expression einer deutlich erhöhten Anzahl der entsprechenden Rezeptoren auf der Zelloberfläche der verwendeten Zellen. Ebenfalls umfaßt ist eine erhöhte Expression des entsprechenden Rezeptors ohne daß dieser auf der Oberfläche der Zellen exprimiert wird. Diese schließt eine intrazelluläre Überexpression des entsprechenden Rezeptors ein. Preferably, the abnormal activity of a member of the EGFR family is due to one Overexpression of the receptor. Such overexpression includes expression a significantly increased number of the corresponding receptors on the Cell surface of the cells used. Also included is an elevated one Expression of the corresponding receptor without this on the surface of the Cells is expressed. This includes intracellular overexpression of the corresponding receptor.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt der Interaktionspartner intrinsisches Potential für die Modulation des Rezeptorvermittelten Signals. In a preferred embodiment of the method according to the invention the interaction partner has intrinsic potential for modulating the Receptor-mediated signal.

Darüber hinaus bevorzugt ist der Interaktionspartner ein Agonist des Rezeptorvermittelten Signals. Der Interaktionspartner steigen in diesem Fall als Folge der Interaktion mit dem spezifischen Zielmolekül das EGFR-vermittelte Signal. In addition, the interaction partner is preferably an agonist of the Receptor-mediated signal. The interaction partner increase in this case as a result of Interaction with the specific target molecule the EGFR-mediated signal.

Ebenfalls bevorzugt ist der Interaktionspartner ein Antagonist des Rezeptorvermittelten Signals ist. Der Interaktionspartner inhibiert in diesem Fall als Folge der Interaktion mit dem spezifischen Zielmolekül das EGFR-vermittelte Signal. Eine solche Inhibition schließt eine Vollständig Blockade des Signals explizit mit ein. The interaction partner is also preferably an antagonist of the Receptor-mediated signal is. In this case, the interaction partner inhibits as a result of Interaction with the specific target molecule the EGFR-mediated signal. A such inhibition explicitly includes a complete blockage of the signal.

Entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Mitglied der EGF- Rezeptorfamilie bevorzugt der HER2-Rezeptor. According to the method according to the invention, the member of the EGF Receptor family prefers the HER2 receptor.

Die Probe, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird ist bevorzugt eine Zell- oder Gewebeprobe. Verfahren zur Isolation entsprechender Proben sind dem Fachmann bekannt. Hierbei umfaßt sind unterschiedliche Entnahmearten, bei denen lebende Zellen einem Probanden oder Patienten entnommen werden. Dies sind beispielsweise Feinnadelbiopsien (Feinnadelaspirate), Stanzbiopsien, die Entnahme solider Gewebestücke (z. B. durch chirurgische Verfahren), Pleuraergüsse, Ascitesproben, Spülflüssigkeiten, Blutproben, Urinproben, Spermaproben oder Proben von Spinal- und Zerebralflüssigkeiten oder ganzer Organe (z. B. Nebennieren). Die verschiedenen Entnahmetechniken sind z. B. beschrieben in: Kremer et al. (Chirurgische Operationslehren, Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York (1999), Band 4, S. 186; Band 7, 2, S. 370; Band E, Seiten 146 bis 147 und Band 5, S. 238), Pichlmayr und Löhlein (Chirurgische Therapie, Springer Verlag (1991), S. 225, 130, 89, 93, 116, 546 und 547), Malte (Angiologie in Klinik und Praxis, Georg Thieme Verlag (1998), S. 258), Niethard und Pfeil (Orthopädie, Hippokrates Verlag Stuttgart, S. 38) und Bonk (Biopsie und Operationspräparat Kompendium für Ärzte und Studenten). The sample used for the method according to the invention is preferred a cell or tissue sample. Methods for isolating corresponding samples are known to the expert. This includes different types of withdrawal, at from which living cells are taken from a subject or patient. This are, for example, fine needle biopsies (fine needle aspirates), punch biopsies, the Removal of solid pieces of tissue (e.g. by surgical procedures), Pleural effusions, ascites samples, irrigation fluids, blood samples, urine samples, Sperm samples or samples of spinal and cerebral fluids or whole Organs (e.g. adrenal glands). The different removal techniques are e.g. B. described in: Kremer et al. (Surgical gauges, Georg Thieme Verlag, Stuttgart / New York (1999), Volume 4, p. 186; Volume 7, 2, p. 370; Volume E, Pages 146 to 147 and Volume 5, p. 238), Pichlmayr and Löhlein (Surgical Therapy, Springer Verlag (1991), pp. 225, 130, 89, 93, 116, 546 and 547), Malte (Angiology in clinic and practice, Georg Thieme Verlag (1998), p. 258), Niethard and Pfeil (orthopedics, Hippokrates Verlag Stuttgart, p. 38) and Bonk (biopsy and Operational preparation compendium for doctors and students).

Bevorzugt ist die Zell- oder Gewebeprobe eine Tumorprobe. The cell or tissue sample is preferably a tumor sample.

In einer darüber hinaus bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Tumorprobe eine Probe eines soliden Tumors oder von metastasierende Zellen, die von einem soliden Tumoren abstammen. In a further preferred embodiment of the invention The tumor sample is a sample of a solid tumor or procedure metastatic cells derived from solid tumors.

Dieser solide Tumor ist weiter bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Mamakarzinome, Ovarialkarzinome, Bronchialkarzinome, Kolonkarzinome, Melanome, Blasenkarzinome, Magenkarzinome, Kopf/Halstumore, Gehirntumore, Gebärmutterhalstumore, Prostatakarzinome, Hodenkarzinome, Schwanome, Leiomyosarkome, Knochentumore, Nierenkarzinome, Bauchspeicheldrüsentumore und Speiseröhrentumore. This solid tumor is further preferably selected from a group comprising Breast cancer, ovarian cancer, bronchial cancer, colon cancer, Melanoma, bladder cancer, gastric cancer, head / neck cancer, brain cancer, Cervical tumors, prostate carcinomas, testicular carcinomas, swanomas, Leiomyosarcomas, bone tumors, renal carcinomas, pancreatic tumors and esophageal tumors.

Ebenfalls bevorzugt ist die Tumorprobe eine Probe eines Tumors hämatopoetischen Ursprungs. Tumore hämatopoetischen Ursprungs stammen generisch von hämatopoetischen Stammzellen ab. Entsprechend dieser Definition sind alle Lymphomarten hierin umfaßt. The tumor sample is also preferably a sample of a tumor hematopoietic Origin. Tumors of hematopoietic origin are generically derived from hematopoietic stem cells. All are in accordance with this definition Lymphoma types included herein.

Bevorzugt ist der Tumor hämatopoetischen Ursprungs ausgewählt aus einer Gruppe umfassend maligne Lymphome, leukämische Zelle, Non-Hodgkin- Lymphome, Hodgkin-Lymphome und Schilddrüsenlymphome. The tumor is preferably selected from a haematopoietic origin Group comprising malignant lymphomas, leukaemic cell, non-Hodgkin's Lymphomas, Hodgkin's lymphomas and thyroid lymphomas.

Ebenfalls bevorzugt ist die Tumorprobe eine Probe von im Blut zirkulierender Tumorzellen. The tumor sample is also preferably a sample that circulates in the blood Tumor cells.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Modulation des Rezeptor-vermittelten Signals gemessen als Induktion von Zelltod oder Proliferation oder Inhibition von Proliferation. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the Modulation of the receptor-mediated signal measured as induction of cell death or proliferation or inhibition of proliferation.

Die Induktion von Zelltod umfaßt sowohl die Induktion von Apoptose (programmierter Zelltod), als auch von Nekrose. The induction of cell death includes both the induction of apoptosis (programmed cell death), as well as from necrosis.

Bevorzugt erfolgt die Messung dieser Modulation in einem funktionellen Assay. Ein funktioneller Assay für das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt ein Assay, in dem Proben intakter, lebender Zellen verwendet werden (Ganz-Zell-Assays/whole cell assays). Assays, bei denen Präparate aus Zellen oder Geweben (z. B. Lysate) hergestellt werden, sind durch das beschriebene aber ebenso umfaßt. This modulation is preferably measured in a functional assay. On The functional assay for the method according to the invention is preferably an assay in using intact, living cells (whole cell assays / whole cell assays). Assays in which preparations from cells or tissues (e.g. lysates) are produced, but are also encompassed by the described.

Der funktionelle Assay ist darüber hinaus bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Proliferationsassays, Zytotoxizitätsassays und metabolische Assays. The functional assay is also preferably selected from a group including proliferation assays, cytotoxicity assays and metabolic assays.

Entsprechende Assays sind dem Fachmann bekannt. Beispiele für Proliferationsassays sind Assays, die einen MTT- oder [3H]-Thymidin-Einbau messen. Zytotoxizitätsassays umfassen sowohl Assays, in denen Nekrose und/oder Apoptose (siehe z. B. angehängtes Beispiel 1) gemessen werden kann. Beispiele hierfür sind DNA-Fragmentierungstests (z. B. JAM-Test), [51Cr]-Freisetzungstests, Annexin V-Tests, Enzymtests (z. B. Caspasenaktivierungstest), metabolische und Morphologische Tests. Die Messung kann u. a. durchflußzytometrisch oder histologisch erfolgen. Beispiele für einige dieser Zytotoxizitätsassyas sind zusammengefaßt in Dulat et al. (Eur J Immunol. (2001), 31 (7), 2217-26). Appropriate assays are known to the person skilled in the art. Examples of proliferation assays are assays that measure MTT or [ 3 H] thymidine incorporation. Cytotoxicity assays include both assays in which necrosis and / or apoptosis (see, for example, attached example 1) can be measured. Examples include DNA fragmentation tests (e.g. JAM test), [ 51 Cr] release tests, Annexin V tests, enzyme tests (e.g. caspase activation test), metabolic and morphological tests. The measurement can be carried out, inter alia, by flow cytometry or histologically. Examples of some of these cytotoxicity assays are summarized in Dulat et al. (Eur J Immunol. (2001), 31 (7), 2217-26).

Darüber hinaus sind Assaysysteme umfaßt, die auf Microphysiometer- oder "Fluorescent Imaging Plate Reader (FLIPR)-Geräten basieren (Parce, (1989), Science, 246, 243-7; McConnel, I (1989), Science, 257, 1906-1912). Assay systems based on microphysiometer or are also included "Fluorescent Imaging Plate Reader (FLIPR) devices are based (Parce, (1989), Science, 246, 243-7; McConnel, I (1989) Science, 257, 1906-1912).

Vorzugsweise ist die Meßkavität derart ausgestaltet, daß sie mehrere innere Oberflächen hat. Diese sind darüber hinaus vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß eine dieser Oberflächen ein Boden ist und daß diese für den kontinuierlichen Durchfluß von Lösungen oder Suspensionen angepaßt ist. Bevorzugt ist diese so angepaßt, daß ein uneingeschränkter Kontakt der zu untersuchenden Substanz und den Zellen gewährleistet ist und daß die Menge der mit den Zellen in Kontakt kommenden Substanzen gesteuert werden kann. The measuring cavity is preferably designed in such a way that it has a plurality of internal ones Has surfaces. These are also preferably characterized by that one of these surfaces is a floor and that this is for the continuous Flow of solutions or suspensions is adjusted. This is preferred adapted that an unrestricted contact of the substance to be investigated and the cells is guaranteed and that the amount of contact with the cells coming substances can be controlled.

Die Meßkavität, in der die lebenden Zellen für die Messung bereitgestellt werden, ist weiter bevorzugt so ausgestaltet, daß die Zellen in der Kammer während eines Durchflusses von Lösungen oder Substanzen oder anderen Zellsuspensionen in dieser zurückgehalten werden können. Das Zurückhalten der Zellen in der Meßkavität kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen. Vorzugsweise werden die Zellen durch spontane oder natürliche Adhäsion der Zellen an die innere Oberfläche der Kammer oder durch eine poröse Membran zurückgehalten. Ebenfalls bevorzugt ist ein zurückhalten durch eine andere Art von Träger, die in der Kammer vorgesehen ist. Bevorzugt ist auch, die Zellen in ein Substrat, wie z. B. Gelatine, Kollagen oder Agarose, Fibronektin, Poly-L-Lysin, einzubetten. Ebenfalls bevorzugt ist, daß am Boden der Meßkavität Vertiefungen vorgesehen sind. In solchen Vertiefungen verbleiben die Zellen bevorzugt z. B. aufgrund von Gravitationskraft auch bei einer gewöhnlichen Durchflußrate. The measuring cavity in which the living cells are provided for the measurement is further preferably designed so that the cells in the chamber during a Flow of solutions or substances or other cell suspensions in this can be withheld. Restraining the cells in the Measuring cavity can be done in different ways. Preferably the Cells through spontaneous or natural adhesion of the cells to the inner surface retained in the chamber or by a porous membrane. Also preferred is a restraint by another type of carrier that is in the chamber is provided. It is also preferred to place the cells in a substrate, such as. B. gelatin, Embed collagen or agarose, fibronectin, poly-L-lysine. Also preferred is that depressions are provided at the bottom of the measuring cavity. In such The cells preferably remain in depressions. B. due to gravitational force even at an ordinary flow rate.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Meßkavität ausgestaltet wie beschrieben in EP-B1 0 394 406, insbesondere auf Seite 4, Zeile 5 bis 48, in Fig. 1 bis 4, sowie in den dazugehörigen Legenden auf Seite 6, Zeile 8 bis Seite 7, Zeile 39, auf Seite 8, Zeile 14 bis 24 und Seite 8, Zeile 44 bis Seite 9, Zeile 9. Das Hindurchfließenlassen der Lösung oder Suspension durch die Messkavität gemäß des dort beschriebenen Verfahrensschritt (b) kann mittels dem Fachmann geläufigen Vorrichtungen erreicht werden. Hierzu zählen insbesondere in der Labortechnik gängige Pumpensysteme, bzw. Mikropumpen (z. B. für Chromatographie). Vorzugsweise sollte auch eine Vorrichtung vorgesehen sein, die sicherstellt, daß die Lösung oder Suspension bei Einleitung in der Messkavität frei von Luftblasen ist. Bevorzugt ist die Vorrichtung zum Hindurchfließenlassen der Lösung oder Suspension ausgestaltet wie beschrieben in EP-B1 0 394 406, insbesondere in Fig. 5 und 6, sowie in den dazugehörigen Legenden auf Seite 5, Zeile 40 bis Seite 6, Zeile 7, und auf Seite 8, Zeile 1 bis 13. In a preferred embodiment, the measuring cavity is designed as described in EP-B1 0 394 406, in particular on page 4, lines 5 to 48, in FIGS. 1 to 4, and in the associated legends on page 6, lines 8 to page 7, Line 39, on page 8, lines 14 to 24 and page 8, line 44 to page 9, line 9. The solution or suspension can flow through the measuring cavity in accordance with process step (b) described there by means known to those skilled in the art. This includes pump systems or micropumps (e.g. for chromatography) that are common in laboratory technology. Preferably, a device should also be provided which ensures that the solution or suspension is free of air bubbles when introduced into the measuring cavity. The device for allowing the solution or suspension to flow through is preferably designed as described in EP-B1 0 394 406, in particular in FIGS. 5 and 6, and in the associated legends on page 5, line 40 to page 6, line 7, and on page 8, lines 1 to 13.

Die Messung der Modulation des Rezeptor-vermittelten Signals kann ebenfalls bevorzugt mit Hilfe von chemischen, physikalischen Meßverfahren erfolgen. So kann der pH-Wert z. B. durch Messung der Fluoreszenz oder der Absorption eines pH-empfindlichen Farbstoffes bestimmt werden (z. B. Fluorescein oder Phenolrot). Auch die Änderung des Redoxpotentials kann mit entsprechenden Farbstoffen gemessen werden. The measurement of the modulation of the receptor-mediated signal can also preferably using chemical, physical measurement methods. So can the pH z. B. by measuring the fluorescence or the absorption of a pH-sensitive dye can be determined (e.g. fluorescein or phenol red). The change in the redox potential can also be carried out using appropriate dyes be measured.

Die nächste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft das Therapeutikum oder Kombinationstherapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum, das eine niedermolekulare Substanz, ein Peptid, Aptamer, Antikörper oder Fragmente oder Derivate davon ist. Definitionen für die hier aufgeführten Gruppen von Substanzen wurden oben beschrieben oder sind dem Fachmann bekannt. The next preferred embodiment of the method according to the invention concerns the therapeutic or combination therapeutic or the lead substance for such a therapeutic agent, which is a low molecular substance, a peptide, Aptamer, antibody or fragments or derivatives thereof. Definitions for the Groups of substances listed here have been described above or are known to the expert.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt an, daß dieses ein Hochdurchsatzverfahren sein soll. Another preferred embodiment of the method according to the invention gives suggests that this should be a high throughput process.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren Computer-assistiert ist. A particularly preferred embodiment shows that the invention Procedure is computer-assisted.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform betrifft das erfindungsgemäße Verfahren als solches, das zur Verbesserung der pharmakologischen Eigenschaften des nach dem Erfindungsgemäßes Verfahren identifizierten Therapeutikums oder Kombinationstherapeutikums oder der Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum, wobei man

  • a) die Bindungsstelle des Therapeutikums oder der Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum an den Rezeptor, an einen rezeptorassoziierten Corezeptor oder an ein mit dem Signal des Rezeptors in Zusammenhang stehendes und signalvermittelndes Molekül identifiziert;
  • b) die Bindungsstelle des Therapeutikums oder der Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum an den Rezeptor, an einen rezeptorassoziierten Corezeptor oder an ein mit dem Signal des Rezeptors in Zusammenhang stehendes und signalvermittelndes Molekül durch molekulares Modellieren modifiziert; und
  • c) das Therapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum dergestalt modifiziert, daß dessen Bindungsspezifität oder Bindungsaffinität oder Bindungsavidität für den Rezeptor, einen rezeptorassoziierten Corezeptor oder ein mit dem Signal des Rezeptors in Zusammenhang stehendes und signalvermittelndes Molekül durch molekulares Modellieren erhöht wird.
A further particularly preferred embodiment relates to the method according to the invention as such which, in order to improve the pharmacological properties of the therapeutic agent or combination therapeutic agent identified according to the inventive method or the lead substance for such a therapeutic agent,
  • a) identifies the binding site of the therapeutic agent or the lead substance for such a therapeutic agent to the receptor, to a receptor-associated coreceptor or to a signal-related molecule that is related to the signal of the receptor;
  • b) the binding site of the therapeutic agent or the lead substance for such a therapeutic agent to the receptor, to a receptor-associated coreceptor or to a signal-related molecule which is related to the signal of the receptor and modified by molecular modeling; and
  • c) the therapeutic agent or the lead substance for such a therapeutic agent is modified in such a way that its binding specificity or binding affinity or binding avidity for the receptor, a receptor-associated coreceptor or a signal-mediating molecule related to the signal of the receptor is increased by molecular modeling.

Eine andere besonders bevorzugte Ausführungsform betrifft ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem die Bindungsstellen in Schritt (a) durch Positions-spezifische Mutagenese ermittelt werden. Another particularly preferred embodiment relates to an inventive one Method in which the binding sites in step (a) are determined by position-specific Mutagenesis can be determined.

Weiter bevorzugt wird das identifizierte oder verbesserte das Therapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum durch Peptidomimetics pharmakologisch weiter verbessert. The identified or improved therapeutic agent or is further preferred the lead substance for such a therapeutic agent through peptidomimetics pharmacologically further improved.

Die nächste besonders bevorzugte Ausführungsform legt ihren Schwerpunkt auf ein Erfindungsgemäßes Verfahren, das zur Verbesserung der pharmakologischen Eigenschaften des nach dem Erfindungsgemäßes Verfahren identifizierten Inhibitors oder des nach dem Erfindungsgemäßes Verfahren verbesserten Inhibitors dient, das Polypeptid jedoch als Leitstruktur weiter modifiziert wird, um ein modifiziertes aktives Zentrum, ein modifiziertes Aktivitätsspektrum, eine modifizierte Organspezifizität, eine verbesserte Aktivität, eine gesteigerte Toxizität für Tumorzellen (einen verbesserten therapeutischen Index), verminderte Nebenwirkungen, einen zeitlich versetzten Beginn der therapeutischen Wirksamkeit oder der Länge der therapeutischen Wirksamkeit, veränderte pharmakokinetische Parameter (Resorption, Distribution, Metabolismus oder Exkretion), modifizierte physikochemische Parameter (Löslichkeit, hygroskopische Eigenschaften, Farbe, Geschmack, Geruch, Stabilität, Zustandsform), verbesserte generelle Spezifizität, Organ-/Gewebespezifizität, und/oder eine optimierte Verabreichungsform und -route aufweist, was durch die Veresterung von Carboxylgruppen, Hydoxylgruppen mit Carbonsäuren, Hydroxylgruppen zu beispielweise Phosphaten, Pyrophosphaten, Sulfaten, "Hemisukzinaten" oder die Bildung von pharmazeutisch verträglichen Salzen, pharmazeutisch verträglichen Komplexen oder die Synthese von pharmakologisch aktiven Polymeren oder die Einführung von hydrophilen Gruppen, die Einführung bzw. den Austausch von Substituenten in Aromaten oder Seitenketten, die Veränderung des Substituentenmusters oder der Modifikation durch die Einführung von isosterischen oder bioisosterischen Gruppen oder die Synthese von homologen Verbindungen, bzw. der Einführung von verzweigten Seitenketten, der Konversion von Alkylsubstituenten zu zyklischen Analogen, der Derivatisierung von Hydroxylgruppen zu Ketalen oder Acetalen, der N-Acetylierung zu Amiden, Phenylcarbamaten, der Synthese von Mannich-Basen bzw. Iminen oder durch die Umwandlung von Ketonen, Aldehyden in Schiffs-Basen, Oxime, Acetale, Ketale, Enolester, Oxaholidine, Thiozolidine oder deren Kombinationen erreicht wird. The next particularly preferred embodiment focuses on Process according to the invention which is used to improve the pharmacological Properties of the inhibitor identified by the method according to the invention or the inhibitor improved by the method according to the invention, however, the polypeptide is further modified as a lead structure to a modified one active center, a modified spectrum of activity, a modified Organ specificity, improved activity, increased toxicity to Tumor cells (an improved therapeutic index), decreased Side effects, a delayed start of therapeutic effectiveness or length of therapeutic efficacy, changed pharmacokinetic Parameters (absorption, distribution, metabolism or excretion), modified physicochemical parameters (solubility, hygroscopic properties, color, Taste, smell, stability, condition), improved general specificity, Organ / tissue specificity, and / or an optimized administration form and -route shows what is caused by the esterification of carboxyl groups, hydroxyl groups with carboxylic acids, hydroxyl groups, for example phosphates, pyrophosphates, Sulfates, "hemisuccinates" or the formation of pharmaceutically acceptable Salts, pharmaceutically acceptable complexes or the synthesis of pharmacologically active polymers or the introduction of hydrophilic groups, the introduction or exchange of substituents in aromatics or Side chains, changing the substituent pattern or modification through the introduction of isosteric or bioisosteric groups or the Synthesis of homologous compounds, or the introduction of branched ones Side chains, the conversion of alkyl substituents to cyclic analogues, the Derivatization of hydroxyl groups to ketals or acetals, the N-acetylation to amides, phenyl carbamates, the synthesis of Mannich bases or imines or through the conversion of ketones, aldehydes into ship bases, oximes, acetals, Ketals, enol esters, oxaholidines, thiozolidines or combinations thereof becomes.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform betrifft das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Arzneimittels oder Medizinpräparates, das mit einem nach dem Erfindungsgemäßes Verfahren erhaltenen Therapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger oder Verdünnungsmittel formuliert wird. Another particularly preferred embodiment relates to the invention Process for the manufacture of a medicinal product or medicinal product a therapeutic agent obtained by the method according to the invention or the Lead substance for such a therapeutic agent with a pharmaceutically acceptable Carrier or diluent is formulated.

Darüber hinaus bevorzugt ist das Therapeutikum oder Kombinationstherapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum ein Zytostatikum oder eine zytotoxische Substanz. In addition, the therapeutic agent or combination therapeutic agent is preferred or the lead substance for such a therapeutic agent is a cytostatic agent or cytotoxic substance.

In einer anderen Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren identifizierten Therapeutikums oder Kombinationstherapeutikums zur Herstellung eines Arzneimittels oder Medizinproduktes zur Behandlung von Tumoren und oder Tumorerkrankungen. In another embodiment, the invention relates to the use of an after the therapeutic agent identified according to the method of the invention or Combination therapeutic agent for the manufacture of a medicament or Medical device for the treatment of tumors and or tumor diseases.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Zusammensetzung, die ein oder mehrere Therapeutika oder Kombinationstherapeutika enthält, die nach dem Erfindungsgemäßes Verfahren identifiziert oder verbessert wurden. The invention further relates to a composition comprising one or more Contains therapeutics or combination therapies that after the Processes according to the invention have been identified or improved.

Die Figuren zeigen: The figures show:

Fig. 1 schematische Darstellung des HER2/neu-Rezeptors: Zwei extrazelluläre cysteinreiche Domänen und zwei hydrophile Regionen, welche die Tyrosinkinase Domäne flankieren, bestimmen die Charakteristik des Rezeptors. Peles et al., 1993; Fig. 1 shows a schematic representation of the HER2 / neu receptor: two extracellular cysteine-rich domains and two hydrophilic regions flanking the tyrosine kinase domain, determine the characteristics of the receptor. Peles et al., 1993;

Fig. 2 die Wechselwirkung der Rezeptoren der EGF-Familie sind abhängig von Liganden und von der Rezeptor-Zusammenstelllung der Zelle. A: Heregulin (HRG/NDF/NRG) bindet die Rezeptoren HER3 (3) und HER4 (4). Diese rekrutieren daraufhin bevorzugt HER2/neu-Rezeptoren (2). Ist kein HER2/neu auf der Zellmembran vorhanden, so interagieren die HRG Rezeptoren mit EGFR Rezeptoren (HER1)(1). B: Exemplarisch für die Gruppe der EGFR bindenden Moleküle ist EGF dargestellt. Dieses bindet EGFR. Daraufhin kann dieser mit den anderen Mitgliedern der EGFR Familie, bevorzugt mit HER2/neu, dimerisieren. C: Exemplarisch für die Gruppe der EGFR und HER4 bindenden Moleküle ist BTC dargestellt. Dieses bindet EGFR und HER4. Daraufhin können diese Rezeptoren bevorzugt mit HER2/neu aber auch mit HER3 interagieren. Graus-Porta et al., 1997; Fig. 2, the interaction of the receptors of the EGF family are dependent upon the ligand and the receptor Lung assembling the cell. A: Heregulin (HRG / NDF / NRG) binds the HER3 (3) and HER4 (4) receptors. They then prefer to recruit HER2 / neu receptors (2). If there is no HER2 / new on the cell membrane, the HRG receptors interact with EGFR receptors (HER1) (1). B: EGF is shown as an example for the group of EGFR-binding molecules. This binds EGFR. He can then dimerize with the other members of the EGFR family, preferably with HER2 / neu. C: BTC is shown as an example for the group of EGFR and HER4 binding molecules. This binds EGFR and HER4. These receptors can then interact preferentially with HER2 / new but also with HER3. Graus-Porta et al., 1997;

Fig. 3 Wirkung von Herceptin Monotherapie bei metastasiertem, HER2/neu positivem Brustkrebs (n = 43, HER2/neu +): Das Ansprechen des Tumors wurde nach 11 Wochen am Ende der ersten Behandlungsperiode untersucht. Konnte nach dieser Zeit der Tumor mit visuellen und Röntgenuntersuchungen nicht nachgewiesen werden, so wurde dies als komplette Remission definiert. Konnte eine Reduktion der Tumorgröße von über 50% beobachtet werden, so wurde dies als Teilremission beschrieben. Bei einer geringen Remission reduzierte sich der Tumor um über 25%, während der Begriff "Stabile Krankheit" den Zustand ohne Veränderung der Tumorgröße beschreibt. Baselga et al., 1996; Fig. 3 Effect of Herceptin monotherapy in metastatic, HER2 / neu positive breast cancer (n = 43, HER2 / neu +): The response of the tumor was examined after 11 weeks at the end of the first treatment period. If the tumor could not be detected with visual and X-ray examinations after this time, this was defined as complete remission. If a reduction in tumor size of over 50% was observed, this was described as a partial remission. With a low remission, the tumor was reduced by over 25%, while the term "stable disease" describes the condition without changing the tumor size. Baselga et al., 1996;

Fig. 4 Zusammenfassung zweier Phase III Studien zur Kombination von AC und Paclitaxel mit Herceptin. Baselga et al., 2001; Fig. 4 Summary of two phase III studies on the combination of AC and paclitaxel with Herceptin. Baselga et al., 2001;

Fig. 5 Vergleich von Methoden zur HER2/neu-Diagnostik. Müller et al., 2000; Fig. 5 Comparison of methods for HER2 / neu diagnostics. Müller et al., 2000;

Fig. 6 HER2/neu-Diagnostik: Einfluss der Einschlussgröße auf das Ergebnis. Bojar, H. et al. 1998; Fig. 6 HER2 / new diagnostics: influence of the inclusion size on the result. Bojar, H. et al. 1998;

Fig. 7 zelluläre Biologie und extrazelluläre Ansäuerung. Mc Connell et al., 1992; Fig. 7 cellular biology and extracellular acidification. Mc Connell et al., 1992;

Fig. 8 mittlere metabolische Aktivität verschiedener Zelllinien in Abhängigkeit der Zelldichte; Fig. 8 medium metabolic activity of different cell lines, depending on the cell density;

Fig. 9 Stimulation von SK-BR-3 Zellen mit unterschiedlichen Konzentrationen von HRG in einem Stimulationsintervall von 30 Minuten; Fig. 9 Stimulation of SK-BR-3 cells with different concentrations of HRG stimulation in an interval of 30 minutes;

Fig. 10 Dosis Wirkungskurve SK-BR-3: Mittelwerte und Standardabweichung verschiedener HRG-Stimulationsexperimente mit einen Stimulationsintervall von 30 Minuten (n = 8); Fig. 10 dose response curve SK-BR-3: Mean and standard deviation of various HRG stimulation experiments with a stimulation interval of 30 minutes (n = 8);

Fig. 11 Stimulation von MDA-MB-453 Zellen mit unterschiedlichen Konzentrationen von HRG in einem Stimulationsintervall von 30 Minuten; Fig. 11 Stimulation of MDA-MB-453 cells with different concentrations of HRG stimulation in an interval of 30 minutes;

Fig. 12 Dosis Wirkungskurve MDA-MB-453: Mittelwerte und Standardabweichung verschiedener HRG-Stimulationsexperimente mit einem Stimulationsintervall von 30 Minuten (n = 8); Fig. 12 dose response curve MDA-MB-453: Mean values and standard deviation of various HRG stimulation experiments with a pacing interval of 30 minutes (n = 8);

Fig. 13 Vergleich der Dosis Wirkungskurven der Zelllinien SK-BR-3 und MDA- MB-453: Mittelwerte und Standardabweichung verschiedener HRG- Stimulationsexperimente mit einem Stimulationsintervall von 30 Minuten (n = 8); Fig. 13 Comparison of the dose-response curves of the cell lines SK-BR-3 and MDA-MB-453: Mean values and standard deviation of various HRG stimulation experiments with a pacing interval of 30 minutes (n = 8);

Fig. 14 Stimulation von MCF-7 Zellen mit unterschiedlichen Konzentrationen von HRG in einem Stimulationsintervall von 30 Minuten; Fig. 14 stimulation of MCF-7 cells with different concentrations of HRG stimulation in an interval of 30 minutes;

Fig. 15 Stimulation von SK-OV-3 Zellen mit unterschiedlichen Konzentrationen von HRG in einem Stimulationsintervall von 30 Minuten; Fig. 15 Stimulation of SK-OV-3 cells with different concentrations of HRG stimulation in an interval of 30 minutes;

Fig. 16 Stimulation von SK-BR-3 Zellen mit 100 ng/ml HRG bei unterschiedlicher Expositionszeit; Fig. 16 Stimulation of SK-BR-3 cells with 100 ng / ml HRG at different exposure time;

Fig. 17 Stimulation von MDA-MB-453 Zellen mit 100 ng/ml HRG bei unterschiedlicher Expositionszeit; Fig. 17 Stimulation of MDA-MB-453 cells with 100 ng / ml HRG at different exposure time;

Fig. 18 Partielle Inhibierung der HRG-Stimulation durch Herceptin bei SK-BR-3; Figure 18 Partial inhibition of HRG stimulation by Herceptin in SK-BR-3;

Fig. 19 Relative HRG-Stimulation in Abhängigkeit der Herceptin Konzentration: Dosis Wirkungskurve SK-BR-3 (n = 4); Fig. 19 Relative HRG stimulation depending on the Herceptin concentration: dose-response curve SK-BR-3 (n = 4);

Fig. 20 Inhibierung der HRG-Stimulation durch Herceptin bei MDA-MB-453; Figure 20 Inhibition of HRG stimulation by Herceptin in MDA-MB-453;

Fig. 21 Inhibierung der HRG-Stimulation (30 Minuten) bei SK-BR-3 durch den Tyrosinkinase Inhibitor Genistein; Fig. 21 Inhibition of HRG stimulation (30 minutes) in SK-BR-3 by the tyrosine kinase inhibitor genistein;

Fig. 22 Einfluss des Paclitaxel Lösungsmittels auf Chemosensibilitätsmessungen bei SK-BR-3 Zellen; Fig. 22 Influence of solvent on paclitaxel chemosensitivity measurements SK-BR-3 cells;

Fig. 23 Einfluss des Paclitaxel Lösungsmittels auf Chemosensibilitätsmessungen bei MDA-MB-453 Zellen; Fig. 23 Influence of solvent on paclitaxel chemosensitivity measurements in MDA-MB-453 cells;

Fig. 24 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von SK- BR-3 bezüglich des Zytostatikums Cisplatin und Herceptin (n = 5); Fig. 24 averages and standard deviations for the chemosensitivity of SK-BR-3 relative to the cytostatic agent cisplatin and Herceptin (n = 5);

Fig. 25 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von SK- BR-3 bezüglich des Zytostatikums Carboplatin und Herceptin (n = 5); Fig. 25 averages and standard deviations for the chemosensitivity of SK-BR-3 relative to the cytostatic carboplatin and Herceptin (n = 5);

Fig. 26 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von SK- BR-3 bezüglich des Zytostatikums Vinorelbin und Herceptin (n = 5); Fig. 26 averages and standard deviations for the chemosensitivity of SK-BR-3 relative to the cytostatic vinorelbine and Herceptin (n = 5);

Fig. 27 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von SK- BR-3 bezüglich des Zytostatikums Gemcitabin und Herceptin (n = 5); Fig. 27 averages and standard deviations for the chemosensitivity of SK-BR-3 relative to the cytostatic Gemcitabine and Herceptin (n = 5);

Fig. 28 Zusammenstellung des Wirkungsprofils und Effekte von Herceptin an SK- BR-3 Zellen: Mittelwerte der Endpunkte; Fig. 28 compiling the profile of action and effects of Herceptin on SK-BR-3 cells: mean values of the end points;

Fig. 29 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von MDA- MB-453 bezüglich des Zytostatikums Cisplatin und Herceptin (n = 5); Fig. 29 averages and standard deviations for the chemosensitivity of MDA-MB-453 with respect to the cytostatic agent cisplatin and Herceptin (n = 5);

Fig. 30 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von MDA- MB-453 bezüglich des Zytostatikums Carboplatin und Herceptin (n = 5); Fig. 30 averages and standard deviations for the chemosensitivity of MDA-MB-453 with respect to the cytostatic carboplatin and Herceptin (n = 5);

Fig. 31 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von MDA- MB-453 bezüglich des Zytostatikums Vinorelbin und Herceptin (n = 5); Fig. 31 averages and standard deviations for the chemosensitivity of MDA-MB-453 with respect to the cytostatic vinorelbine and Herceptin (n = 5);

Fig. 32 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von MDA- MB-453 bezüglich des Zytostatikums Gemcitabin und Herceptin (n = 5); Fig. 32 averages and standard deviations for the chemosensitivity of MDA-MB-453 with respect to the cytostatic Gemcitabine and Herceptin (n = 5);

Fig. 33 Zusammenstellung des Wirkungsprofils und Effekte von Herceptin an MDA-MB-453 Zellen: Mittelwerte der Endpunkte; Fig. 33 Summary of the effect profile and effects of Herceptin on MDA-MB-453 cells: mean values of the end points;

Fig. 34 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von MCF-7 bezüglich des Zytostatikums Cisplatin und Herceptin (n = 5); Fig. 34 averages and standard deviations for the chemosensitivity of MCF-7 with respect to the cytostatic agent cisplatin and Herceptin (n = 5);

Fig. 35 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von MCF-7 bezüglich des Zytostatikums Carboplatin und Herceptin (n = 5); FIG. 35 means and standard deviations for the chemosensitivity of MCF-7 with regard to the cytostatic carboplatin and Herceptin (n = 5);

Fig. 36 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von MCF-7 bezüglich des Zytostatikums Vinorelbin und Herceptin (n = 5); Fig. 36 averages and standard deviations for the chemosensitivity of MCF-7 with respect to the cytostatic vinorelbine and Herceptin (n = 5);

Fig. 37 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von MCF-7 bezüglich des Zytostatikums Gemcitabin und Herceptin (n = 5); Fig. 37 averages and standard deviations for the chemosensitivity of MCF-7 with respect to the cytostatic Gemcitabine and Herceptin (n = 5);

Fig. 38 Zusammenstellung des Wirkungsprofils und Effekt von Herceptin an MCF-7: Mittelwerte der Endpunkte; Fig. 38 Compilation of the effect profile and effect of Herceptin on MCF-7: mean values of the end points;

Fig. 39 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von SK- OV-3 bezüglich des Zytostatikums Cisplatin und Herceptin (n = 5); Fig. 39 averages and standard deviations for the chemosensitivity of SK-OV-3 with respect to the cytostatic agent cisplatin and Herceptin (n = 5);

Fig. 40 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von SK- OV-3 bezüglich des Zytostatikums Carboplatin und Herceptin (n = 5); Fig. 40 averages and standard deviations for the chemosensitivity of SK-OV-3 with respect to the cytostatic carboplatin and Herceptin (n = 5);

Fig. 41 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von SK- OV-3 bezüglich des Zytostatikums Vinorelbin und Herceptin (n = 5); Fig. 41 averages and standard deviations for the chemosensitivity of SK-OV-3 with respect to the cytostatic vinorelbine and Herceptin (n = 5);

Fig. 42 Mittelwerte und Standardabweichungen zur Chemosensibilität von SK- OV-3 bezüglich des Zytostatikums Gemcitabin und Herceptin (n = 5); Fig. 42 averages and standard deviations for the chemosensitivity of SK-OV-3 with respect to the cytostatic Gemcitabine and Herceptin (n = 5);

Fig. 43 Zusammenstellung des Wirkungsprofils und Effekte von Herceptin an SK- OV-3 Zellen: Mittelwerte der Endpunkte; Fig. 43 Compilation of the effect profile and effects of Herceptin on SK-OV-3 cells: mean values of the end points;

Fig. 44 Durchschnittlicher Anstieg der metabolischen Aktivität nach 30 Minuten Exposition mit 100 ng/ml HRG bei verschiedenen Zelllinien. Fig. 44 Average increase in metabolic activity after 30 minutes of exposure to 100 ng / ml HRG in different cell lines.

Die folgenden Beispiele erläutern die beschriebene Erfindung. The following examples illustrate the described invention.

Beispiel 1example 1 Aktivität, Proliferation und ApoptoseActivity, proliferation and apoptosis

Verschiedene Zelllinien (KB, MDA-MB-453, MCF-7, SK-BR-3, SK-OV-3) wurden im ChemoSelect® Test auf verschiedenen Zytostatika analysiert. Die ermittelten Wirksamkeiten standen mit den Versuchen, die für Proliferation und für Apoptose gemessen wurden in Relation. Damit ist es möglich Vorhersagen über die Wirksamkeiten von Therapeutika anhand von Laborergebnissen zu machen. Insbesondere ergab die Analyse von Patienten, daß Zytostatika, mit den größten Wirkungen im Labor (ChemoSelect®), auch die besten Heilungserfolge in der Klinik zeigten. Different cell lines (KB, MDA-MB-453, MCF-7, SK-BR-3, SK-OV-3) were used in the ChemoSelect® test analyzed on various cytostatics. The determined Efficacies stood with the tests for proliferation and for apoptosis were measured in relation. This makes it possible to make predictions about the Make therapeutic efficacies based on laboratory results. In particular, the analysis of patients showed that cytostatics, with the largest Effects in the laboratory (ChemoSelect®), also the best healing success in the clinic showed.

Beispiel 2Example 2 Liganden/Target FunktionalitätLigand / target functionality

Die Zelllinien MDA-MB-453, MCF-7, SK-BR-3, SK-OV-3 wurden auf die Funktionalität des Liganden HRG getestet. Dabei ergab sich, daß lediglich die Zellinien, die HER2 und entweder HER3 und/oder HER4 exprimieren auf HRG überhaupt reagierten (SK-BR-3 und MDA-MB-453), während eine nur HER2 (SK- OV-3) und eine wenig HER2 exprimierende Zelllinie (MCF-7) keine Aktivität zeigte. Diese Resultate wurden auch an Patientenmaterial bestätigt. Somit besteht ein direkter Test für die Funktionalität von Targetmolekülen. The cell lines MDA-MB-453, MCF-7, SK-BR-3, SK-OV-3 were designed on the Functionality of the ligand HRG tested. It was found that only the Cell lines that express HER2 and either HER3 and / or HER4 on HRG responded at all (SK-BR-3 and MDA-MB-453), while one only HER2 (SK- OV-3) and a low HER2-expressing cell line (MCF-7) showed no activity. These results were also confirmed on patient material. So there is a direct test for the functionality of target molecules.

Beispiel 3Example 3 Therapeutikum/Target FunktionalitätTherapeutic / target functionality

Lediglich die in Beispiel 2 verwendeten HRG-sensitiven Zelllinien (SK-BR-3 und MDA-MB-453) zeigten eine Reduktion der HRG Stimulation mit dem anti-HER2 Antikörper (Trastuzumab), während die Negativkontrollen (SK-OV-3 und MCF-7) - wie erwartet - keinen Effekt auf die Behandlung mit Trastuzumab zeigten. Diese Resultate wurden auch bei Patientenmaterial erhalten und korrelierten mit dem Ansprechen auf eine Trastuzumab-Therapie. Only the HRG-sensitive cell lines used in Example 2 (SK-BR-3 and MDA-MB-453) showed a reduction in HRG stimulation with the anti-HER2 Antibodies (trastuzumab) while the negative controls (SK-OV-3 and MCF-7) - as expected - had no effect on trastuzumab treatment. This Results were also obtained from patient material and correlated with that Response to trastuzumab therapy.

Beispiel 4Example 4 Kombinationstherapiencombination therapies

Die Behandlung der in Beispiel 2 verwendeten Zelllinien ergab mit Trastuzumab oder mit einem Zytostatikum (Vinorelbin, Cisplatin, Gemcitabin, Carboplatin) alleine keine großen Therapieerfolge. Bei der Kombination von Trastuzumab mit einem Zytostatikum jedoch konnte man klare Synergieeffekte erkennen. Hierzu gehörten die Kombination Vinorelbin oder Cisplatin mit Trastuzumab bei der SK-BR-3 Zelllinie und Vinorelbin, Gemcitabin oder Carboplatin mit Trastuzumab bei der MDA-MB-453 Zelllinie. Die beiden Negativkontrollen (SK-OV-3 und MCF-7) zeigten wieder wie erwartet kaum Synergieeffekte. Die Korrelation zwischen dieser Art von funktioneller Diagnose und einer Anzahl von Patienten zeigte eine gute Übereinstimmung. Treatment of the cell lines used in Example 2 gave trastuzumab or with a cytostatic (vinorelbine, cisplatin, gemcitabine, carboplatin) alone no great therapeutic success. When combining trastuzumab with one The cytostatic agent, however, showed clear synergy effects. This included the combination of vinorelbine or cisplatin with trastuzumab in the SK-BR-3 cell line and vinorelbine, gemcitabine or carboplatin with trastuzumab on the MDA-MB-453 Cell line. The two negative controls (SK-OV-3 and MCF-7) again showed how hardly expects synergy effects. The correlation between this type of functional Diagnosis and a number of patients showed good agreement.

Beispiel 5Example 5 Weitere InteraktionspartnerMore interaction partners

Die für diesen Punkt notwendigen Versuche sind identisch den Versuchanordnungen von Beispiel 2. Dabei zeigt sich, daß HRG lediglich in Gegenwart eines anderen EGF-Rezeptors mit HER2 interagiert. Hierzu sind die entscheidenden Versuche die Negativkontrollen, die zeigen, daß nur bei einem kompletten Rezeptorsatzes (z. B. HER2 und HER3) der Ligand das Signal in die Zelle weitergeben kann. Auch diese Daten korrelieren mit den Patientendaten. The tests necessary for this point are the same Experimental arrangements from example 2. It shows that HRG only in Presence of another EGF receptor interacts with HER2. For this are the decisive tests the negative controls, which show that only one complete set of receptors (e.g. HER2 and HER3) the ligand the signal into the Cell can pass on. These data also correlate with the patient data.

Beispiel 6Example 6 Etablierung eines Her2/neu-Rezeptortests auf der Grundlage sensor-basierender TechnologienEstablishment of a Her2 / neu receptor test based on sensor-based technologies 1 Material und Methoden1 Material and methods 1.1 Zelllinien und Zellkultur1.1 cell lines and cell culture

Die Zelllinien MDA-MB-453 (Kat. No.: ACC 65) und MCF-7 (Kat. No.: ACC 115) wurden von der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DMSZ, Braunschweig, Deutschland) bezogen. Die Zelllinien SK-BR-3 (Kat. No.: HTB-30) und SK-OV-3 (Kat. No.: HTB-77) wurden von der "American Type Culture Collection" (ATCC, Manassas, USA) bezogen. The cell lines MDA-MB-453 (Cat. No .: ACC 65) and MCF-7 (Cat. No .: ACC 115) were from the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DMSZ, Braunschweig, Germany). The SK-BR-3 cell lines (Cat. No .: HTB-30) and SK-OV-3 (Cat. No .: HTB-77) were from the "American Type Culture Collection "(ATCC, Manassas, USA).

Die Zelllinien SK-BR-3 und SK-OV-3 wurden in modifiziertem Mc Coy's 5A Medium mit L-Glutamin (LIFE TECHNOLOGIES, Kat. No.: 26600-023), 10% FCS (PAA, Kat. No.: A 15-043) und 100 Einheiten/ml Penicillin G, 100 µg/ml Streptomycin- Sulfat kultiviert (LIFE TECHNOLOGIES, Kat. No.: 15140-122). The cell lines SK-BR-3 and SK-OV-3 were in modified Mc Coy's 5A medium with L-glutamine (LIFE TECHNOLOGIES, cat.no .: 26600-023), 10% FCS (PAA, Cat. No .: A 15-043) and 100 units / ml penicillin G, 100 µg / ml streptomycin Cultivated sulfate (LIFE TECHNOLOGIES, Cat.No .: 15140-122).

Die Zelllinie MDA-MB-453 wurde in Leibowitz L-15 Medium mit L-Glutamin (LIFE TECHNOLOGIES, Kat. No.: 11415-056), 10% FCS (PAA, Kat. No.: A 15-043) und 100 Einheiten/ml Penicillin G, 100 µg/ml Streptomycin-Sulfat kultiviert (LIFE TECHNOLOGIES, Kat. No.: 15140-122). The cell line MDA-MB-453 was in Leibowitz L-15 medium with L-glutamine (LIFE TECHNOLOGIES, Cat. No .: 11415-056), 10% FCS (PAA, Cat. No .: A 15-043) and 100 units / ml penicillin G, 100 µg / ml streptomycin sulfate cultivated (LIFE TECHNOLOGIES, Cat.No .: 15140-122).

Die Zelllinie MCF-7 wurde in RPMI 1640 Medium mit L-Glutamin (PAN, Kat. No.: P 04-16500), 10% FCS (PAA, Kat. No.: A 15-043), 100 Einheiten/ml Penicillin G, 100 µg/ml Streptomycin-Sulfat (LIFE TECHNOLOGIES, Kat. No.: 15140-122), MEM nicht-essentielle Aminosäuren (LIFE TECHNOLOGIES, Kat. No.: 11140-035), 1 mM Natriumpyruvat (GIBCO, Kat. No.: 11360-039) und 10 µg/nl Rinderinsulin (BIOCHROM, Kat. No.: K 3510) kultiviert. The cell line MCF-7 was in RPMI 1640 medium with L-glutamine (PAN, Cat. No .: P 04-16500), 10% FCS (PAA, Cat. No .: A 15-043), 100 units / ml penicillin G, 100 µg / ml Streptomycin sulfate (LIFE TECHNOLOGIES, Cat. No .: 15140-122), MEM non-essential amino acids (LIFE TECHNOLOGIES, Cat. No .: 11140-035), 1 mM Sodium pyruvate (GIBCO, Cat. No .: 11360-039) and 10 µg / nl bovine insulin (BIOCHROM, cat.no .: K 3510) cultivated.

Zellen wurden alle 2-3 Tage mit 2-3 ml 1 × Trypsin-EDTA Lösung (LIFE TECHNOLOGIES, Kat. No.: 45300-043) abgelöst und in einem Verhältnis von 1 : 2 passagiert. Jeweils vor Verwendung für Experimente wurden die Zellen mit 2-3 ml EDTA/EGTA Lösung abgelöst. Diese bestand aus 0,25 mM EDTA (ROTH, Kat. No.: 8043.1), 0,125 mM EGTA (ROTH, Kat. No.: 3054.2), 30 mM Tris (ROTH, Kat. No.: 4855.2) 0,25 M Saccharose (ROTH, Kat. No.: 4621.1) und wurde anschließend mit NaOH (ROTH, Kat. No.: 6771.1) auf einen pH von 7,8 eingestellt. Cells were washed every 2-3 days with 2-3 ml of 1 × trypsin-EDTA solution (LIFE TECHNOLOGIES, Cat.No .: 45300-043) and in a ratio of 1: 2 passaged. Each time before use for experiments, the cells were 2-3 ml EDTA / EGTA solution replaced. This consisted of 0.25 mM EDTA (ROTH, Cat. No .: 8043.1), 0.125 mM EGTA (ROTH, Cat. No .: 3054.2), 30 mM Tris (ROTH, Cat. No .: 4855.2) 0.25 M sucrose (ROTH, Cat. No .: 4621.1) and was subsequently used NaOH (ROTH, Cat. No .: 6771.1) adjusted to a pH of 7.8.

1.2 Einfrieren von Kulturzellen1.2 Freezing culture cells

Rückstellproben wurden aus den Passagen P3 bis P8 gebildet. Dabei wurden die Zellen wie oben beschrieben mit Trypsin abgelöst. Jeweils ca. 106 Zellen wurden mit 2 Teilen des jeweiligen Mediums, 2 Teilen FCS (PAA, Kat. No.: A 15-043) und einem Teil DMSO (SIGMA, Kat. No.: D2579) in 2 ml Cryotubes (COSTAR) gegeben. Die Zellen wurden 2-4 h bei 4°C und über Nacht bei -70°C gekühlt, bevor sie in flüssigem Stickstoff gelagert wurden. Reserve samples were formed from passages P3 to P8. The cells were detached with trypsin as described above. Approx. 10 6 cells each were mixed with 2 parts of the respective medium, 2 parts FCS (PAA, Cat. No .: A 15-043) and one part of DMSO (SIGMA, Cat. No .: D2579) in 2 ml cryotubes (COSTAR ) given. The cells were cooled for 2-4 hours at 4 ° C and overnight at -70 ° C before being stored in liquid nitrogen.

1.3 Zytostatika1.3 Cytostatics

Medikamente, die synergistische oder additive Effekte in Kombination mit Herceptin zeigen, wurden entsprechend ihrer "Peak Plasma"-Konzentration verwendet. Dabei wurden Substanzen mit verschiedenen Wirkmechanismen ausgewählt:
Antimetabolite: Gemcitabin (22,5 µg/ml; LILLI, Deutschland)
Mitoseinhibitoren: Vinorelbin (1 µg/ml; PIERRE FABRE, Deutschland), Paclitaxel (13,6 µg/ml, BRISTOL MYERS, Deutschland)
Alkylierende Agenzien: Carboplatin (8 µg/ml; SIGMA, Deutschland), Cisplatin (3,8 µg/ml; SIGMA, Deutschland)
Drugs that show synergistic or additive effects in combination with Herceptin have been used according to their "peak plasma" concentration. Substances with different mechanisms of action were selected:
Antimetabolites: gemcitabine (22.5 µg / ml; LILLI, Germany)
Mitosis inhibitors: vinorelbine (1 µg / ml; PIERRE FABRE, Germany), paclitaxel (13.6 µg / ml, BRISTOL MYERS, Germany)
Alkylating agents: carboplatin (8 µg / ml; SIGMA, Germany), cisplatin (3.8 µg / ml; SIGMA, Germany)

6 mg Paclitaxel wurden in 0,5 ml Cremophor und 0,5 ml 100% EtOH gelöst. Alle anderen verwendeten Zytostatika waren wasserlöslich. 6 mg paclitaxel was dissolved in 0.5 ml cremophor and 0.5 ml 100% EtOH. All other cytostatics used were water soluble.

Die Paclitaxel Lösungsmittelkontrolle setzte sich aus 1,13 µl/ml Cremophor und 1,13 µl/ml 100% EtOH zusammen. The Paclitaxel solvent control consisted of 1.13 µl / ml Cremophor and 1.13 µl / ml 100% EtOH together.

1.4 Verbrauchsmaterialien1.4 Consumables

Humanes Serum Albumin (HSA) wurde von SIGMA-ALDRICH (Deutschland) bezogen (Kat. No.: 05420). Die rekombinante EGF-Domäne von humanem HRG-α wurde von R & D SYSTEMS (Minneapolis, USA) bezogen. Eine Stocklösung einer Konzentration von 50 µg/ml wurde, wie empfohlen, mit 0,1% HSA auf Basis von PBS hergestellt. Der monoklonale anti-HER2/neu-Antikörper Trastuzumab (Herceptin) wurde von ROCHE DIAGNOSTICS (Mannheim, Deutschland) bezogen. Der Tyrosinkinase Inhibitor Genistein (Kat. No.: G 6776) wurde von SIGMA ALDRICH (Deutschland) bezogen. Human Serum Albumin (HSA) was developed by SIGMA-ALDRICH (Germany) related (Cat. No .: 05420). The recombinant EGF domain of human HRG-α was obtained from R & D SYSTEMS (Minneapolis, USA). A stick solution one Concentration of 50 µg / ml was, as recommended, with 0.1% HSA based on PBS manufactured. The anti-HER2 / neu monoclonal antibody trastuzumab (Herceptin) was obtained from ROCHE DIAGNOSTICS (Mannheim, Germany). The tyrosine kinase inhibitor genistein (Cat. No .: G 6776) was developed by SIGMA ALDRICH (Germany) related.

1.5 Pufferlösungen1.5 buffer solutions

Für zytometrische Vormessungen wurde als Laufpuffer modifiziertes "low buffered" RPMI 1640 Medium mit L-Glutamin und ohne NaHCO3 (Pan, Kat. No.: P 04- 162000) verwendet. Modified "low buffered" RPMI 1640 medium with L-glutamine and without NaHCO 3 (Pan, Cat. No .: P 04- 162000) was used as the running buffer for cytometric preliminary measurements.

Weitere Versuche wurden mit einer "Balanced Salt Solution" (BSS) durchgeführt. Diese setzte sich aus 1 M Glukose (ROTH, Kat. No.: 6887.1), 4 M NaCl (ROTH, Kat. No.: 3957.1), 1 M KCl (ROTH, Kat. No.: 6781.1), 1 M CaCl2 (ROTH, Kat. No.: 5239.1), 1 M MgCl2 (ROTH, Kat. No.: 2189.1), 1,1 M NaH2PO4 (ROTH, Kat. No.: 2370.1) und 0,5 M Na2HPO4 (ROTH, Kat. No.: 4984.1) zusammen und wurde mit Na2HPO4 auf einen pH von 7,3 eingestellt. Further experiments were carried out with a "Balanced Salt Solution" (BSS). This consisted of 1 M glucose (ROTH, cat. No .: 6887.1), 4 M NaCl (ROTH, cat. No .: 3957.1), 1 M KCl (ROTH, cat. No .: 6781.1), 1 M CaCl 2 (ROTH, Cat. No .: 5239.1), 1 M MgCl 2 (ROTH, Cat. No .: 2189.1), 1.1 M NaH 2 PO 4 (ROTH, Cat. No .: 2370.1) and 0.5 M Na 2 HPO 4 (ROTH, Cat. No .: 4984.1) together and was adjusted to a pH of 7.3 with Na 2 HPO 4 .

1.6 Messung der Tumorzellaktivität mit Hilfe des Cytosensor- Mikrophysiometers1.6 Measurement of Tumor Cell Activity Using the Cytosensor Microphysiometer

Das verwendete Mikrophysiometer wird von der Firma MOLECULAR DEVICES INC. als Cytosensor vermarktet. Es stellt eine biologische Anwendung der aus der Computertechnologie bekannten Silizium Technologie dar. Mit Hilfe dieser Anwendung lassen sich Effekte verschiedenster Substanzen auf die biologische Funktion von Zellen darstellen. Eine häufige Anwendung für den Cytosensor ist die Untersuchungen von Rezeptor-Liganden Interaktionen. The microphysiometer used is from MOLECULAR DEVICES INC. marketed as a cytosensor. It represents a biological application from the Computer technology known silicon technology. With the help of this Effects of various substances on the biological can be applied Represent the function of cells. A common application for the cytosensor is Investigation of receptor-ligand interactions.

Der Energiebedarf von Zellen in Kultur wird vornehmlich durch Glykolyse gedeckt. Bei dieser Umsetzung von Glukose und Sauerstoff in Intermediärprodukte wie Protonen, Laktat und CO2 kommt es zu einer Ansäuerung des umgebenden Mediums. Diese Ansäuerungsrate ist die zentrale Messgröße des Cytosensor- Mikrophysiometers und charakterisiert den Zellmetabolismus (Abb. 7). Der Metabolismus wird durch Substanzen wie Giftstoffe, Hormone, Viren oder Kosmetika beeinflusst und kann mit Hilfe des Cytosensors gemessen werden. The energy requirement of cells in culture is primarily met by glycolysis. This conversion of glucose and oxygen into intermediate products such as protons, lactate and CO 2 leads to an acidification of the surrounding medium. This acidification rate is the central measure of the cytosensor microphysiometer and characterizes the cell metabolism ( Fig. 7). The metabolism is influenced by substances such as toxins, hormones, viruses or cosmetics and can be measured with the help of the cytosensor.

Die Zentraleinheit des Cytosensor-Mikrophysiometers (cm) ist ein LAPS ("Light- Adressable Potentiometric Sensor"). Diese Einheit misst potentiometrisch die Konzentration bestimmter Ionen, die das Oberflächenpotential an der Grenzfläche zwischen einer Elektrolytlösung und der Oberfläche des Halbleiters bestimmen. Die Oberfläche des LAPS besteht aus einer 130 nm dünnen Oxynitrit-Isolierschicht. Diese trennt den Siliziumchip vom wässrigen Medium. Durch eine Referenzelektrode lässt sich eine Spannung an die Grenzfläche des Sensors anlegen, die ein senkrecht dazu orientiertes elektrisches Feld erzeugt. Eine auf die Unterseite des Sensors gerichtete LED-Lichtquelle emittiert Photonenpulse, welche von der Siliziumschicht absorbiert werden, was zur Ausbildung von Elektronenlochpaaren führt. Da sich diese im elektrischen Feld bewegen, sind sie als vorübergehender Strom messbar. Der entstehende Wechselstrom ist abhängig von der angelegten Vorspannung und von der Oberflächenspannung des Siliziumchips. Die Oxynitritschicht kann in Lösung befindliche Protonen binden, wodurch ein zusätzliches elektrostatisches Potential ausgebildet wird. Der Wechselstrom ist also pH abhängig. Durch eine solche Messung wird eine Empfindlichkeit von über 1/1000 pH Einheiten erreicht. The central unit of the cytosensor microphysiometer (cm) is a LAPS ("Light- Addressable Potentiometric Sensor "). This unit measures the Concentration of certain ions that represent the surface potential at the interface between an electrolytic solution and the surface of the semiconductor. The The surface of the LAPS consists of a 130 nm thin oxynitrite insulating layer. This separates the silicon chip from the aqueous medium. By a Reference electrode can apply a voltage to the interface of the sensor create an electric field oriented perpendicular to it. One on the Underside of the sensor-directed LED light source emits photon pulses, which are absorbed by the silicon layer, which leads to the formation of Leads electron hole pairs. Since they move in the electric field, they are measurable as a temporary current. The resulting alternating current is dependent of the applied pre-tension and of the surface tension of the Silicon chips. The oxynitrite layer can bind protons in solution, which creates an additional electrostatic potential. The AC is therefore pH dependent. Such a measurement will result in a Sensitivity of over 1/1000 pH units reached.

In die Messeinheit eines LAPS werden Zellen auf einer durchlässigen Polykarbonatmembran eingebracht. Dabei werden adhärente Zellen direkt auf dieser Membran kultiviert, während Zellsuspensionen mit Hilfe von Agarose immobilisiert werden. Durch diese Messeinheit fließt, angetrieben durch eine Peristaltikpumpe, ein Flüssigkeitsstrom, welcher die Zellen einerseits mit Nährstoffen versorgt, andererseits Metaboliten abtransportiert. Umströmt werden die Zellen dabei von einem geeignetem Medium, das die Versorgung mit essentiellen Substanzen gewährleistet, im Unterschied zu Kulturmedium aber eine wesentlich geringere Pufferkapazität aufweist. Hierbei hat sich als Standardmedium ein modifiziertes RPMI Medium (PAN) bewährt, welchem das Natriumbikarbonatsystem fehlt. Versuche haben gezeigt, dass eine "Balanced Salt Solution" (BSS, s. Abschnitt 1.5) die Auflösung des Sensors noch vergrößern kann. Zellen lassen sich im cm über Stunden bis Tage beobachten. Dem Perfusat können Substanzen beigefügt werden, um deren Wirkung auf die eingesetzten Zellen zu charakterisieren. In periodisch festgelegten Zeitabständen wird der Flüssigkeitsstrom unterbrochen und die Ansäuerung des Mediums als Maß für die zelluläre metabolische Aktivität gemessen. Auf diese Weise können je nach eingesetzter Substanz spezifische Effekte beobachtet werden, indem der Metabolismus als Folge von Einzelmessungen festgehalten wird. Anwendungsbeispiele sind Toxizitätsuntersuchungen von Zytostatika an Tumorzellen, Verträglichkeitstests mit Kosmetika oder spezifische Rezeptor- Liganden Reaktionen. In the measuring unit of a LAPS, cells are placed on a permeable one Polycarbonate membrane introduced. Adherent cells are opened directly this membrane is cultivated during cell suspensions using agarose be immobilized. This measuring unit flows, driven by a Peristaltic pump, a fluid flow that the cells on the one hand Nutrients supplied, on the other hand metabolites removed. To be flowed around the cells in this case from a suitable medium that supplies them with essential substances guaranteed, but in contrast to culture medium one has significantly lower buffer capacity. Here it has become the standard medium a modified RPMI medium (PAN) proves that which Sodium bicarbonate system is missing. Experiments have shown that a "balanced salt Solution "(BSS, see section 1.5) can increase the resolution of the sensor. Cells can be observed in cm for hours or days. The Perfusat can Substances are added to their effect on the cells used characterize. The periodically Liquid flow interrupted and the acidification of the medium as a measure of the cellular metabolic activity measured. That way, depending on specific effects can be observed by using the Metabolism as a result of individual measurements is recorded. Application examples are toxicity studies of cytostatics Tumor cells, compatibility tests with cosmetics or specific receptor Ligand reactions.

Neben den Peristaltikpumpen und den LAPS sind Entgaser ("Debubbler"), Heizsysteme und ansteuerbare Ventile wichtige Bestandteile des cm. Die Ventile ermöglichen eine Umschaltung des Flüssigkeitsstromes von einem Referenz- oder Eichungsmedium auf das mit der zu untersuchenden Substanz versehene Medium aus einem separaten Behälter. Dabei kann der Zeitpunkt des Umschaltens, ebenso wie die Dauer der Exposition beliebig festgelegt werden. Ein integriertes Heizungssystem bestimmt die Temperatur des Mediums zwischen 4°C und 43°C. Eine Einheit eines cm besteht aus acht individuellen Kanälen und einer zentralen Recheneinheit, welche das System steuert. In addition to the peristaltic pumps and the LAPS, there are degassers ("debubblers"), Heating systems and controllable valves are important components of the cm. The valves allow switching of liquid flow from a reference or Calibration medium to the medium provided with the substance to be examined from a separate container. The time of switching can, as well how the duration of exposure can be arbitrarily determined. An integrated Heating system determines the temperature of the medium between 4 ° C and 43 ° C. A unit of one cm consists of eight individual channels and a central one Computing unit that controls the system.

1.6.1 Stimulation der Tumorzellen mit HRG1.6.1 Stimulation of the Tumor Cells with HRG

Vor dem Ausplattieren wurden die Zellen mit EDTA/EGTA Dissoziationslösung (s. Abschnitt 1.1) und im Falle der Zelllinie SK-OV-3 mit Hilfe eines Zellschabers aus den Kulturflaschen gelöst. Daraufhin wurden die Zellen zum Anwachsen für mindestens 10 h bei 37°C und 5% CO2 in entsprechendem Medium mit 10% FCS auf der Polykarbonatmembran belassen. Unmittelbar vor der Messung im cm wurde dieses Kulturmedium gegen ein entsprechendes Medium ohne FCS ausgetauscht. In diesem Medium wurden die Zellen für einen Zeitraum von ca. 17 h belassen. Für Untersuchungen der HRG Reaktivität wurde dem Laufpuffer BSS HSA (SIGMA, Kat. No.: 05420) in einer Konzentration von 1 mg/ml zugegeben, um zu vermeiden, dass Peptide an die Wände der Pufferleitbahnen binden. Dieses wurde vor der Zugabe von HRG vorgelegt. Before plating, the cells were detached from the culture flasks with EDTA / EGTA dissociation solution (see section 1.1) and in the case of the SK-OV-3 cell line using a cell scraper. The cells were then left on the polycarbonate membrane for growth for at least 10 h at 37 ° C. and 5% CO 2 in an appropriate medium with 10% FCS. Immediately before the measurement in cm, this culture medium was exchanged for a corresponding medium without FCS. The cells were left in this medium for a period of about 17 h. For tests of the HRG reactivity, the running buffer BSS HSA (SIGMA, Cat. No .: 05420) was added in a concentration of 1 mg / ml in order to avoid that peptides bind to the walls of the buffer interconnects. This was presented before the addition of HRG.

1.6.2 Chemosensibilitätsmessung1.6.2 Chemosensitivity measurement

Die Zellen wurden wie unter 1.6.1 beschrieben aus Kulturflaschen und auf der Polykarbonatmembran anwachsen gelassen. Darauf verblieben sie über Nacht bei 37°C und 5% CO2 im Brutschrank. Am Tag der Untersuchung wurde das Medium gegen ein entsprechendes Medium ohne FCS ausgetauscht. In diesem Medium wurden die Zellen für 5 h belassen, bevor sie in die Untersuchungskammern eingelegt wurden. The cells were grown as described under 1.6.1 from culture bottles and on the polycarbonate membrane. Thereupon they remained in the incubator at 37 ° C. and 5% CO 2 overnight. On the day of the examination, the medium was exchanged for a corresponding medium without FCS. The cells were left in this medium for 5 h before they were placed in the examination chambers.

Für Chemosensibilitätsmessungen wurde der Laufpuffer BSS mit 100 Einheiten/ml Penicillin G, 100 µg/ml Streptomycin-Sulfat (LIFE TECHNOLOGIES, Kat. No.: 15140-122), 0,01 mg/ml Kanamycin (SIGMA, Kat. No.: K 1377) und 2,5 µg/ml Amphotericin B (Fungizone, LIFE TECHNOLOGIES, Kat. No.: 15280-026) versehen, um Infektionen während des Untersuchungszeitraums von 15 h zu kontrollieren. The running buffer BSS with 100 units / ml was used for chemosensitivity measurements Penicillin G, 100 µg / ml streptomycin sulfate (LIFE TECHNOLOGIES, Cat. No .: 15140-122), 0.01 mg / ml kanamycin (SIGMA, Cat. No .: K 1377) and 2.5 µg / ml Amphotericin B (Fungizone, LIFE TECHNOLOGIES, Cat.No .: 15280-026) provided to prevent infections during the 15 h examination period check.

2 Ergebnisse2 results 2.1 Heregulin Stimulation2.1 Heregulin stimulation

Der funktionelle Nachweis einer Rezeptorüberexpression soll mit Hilfe des Liganden HRG untersucht werden. HRG ist ein direkter Ligand für die Rezeptoren HER3 und HER4. An der durch Ligandenbindung induzierten Signalgenerierung und Signaltransduktion ist HER2/neu maßgeblich beteiligt (siehe Abschnitt 1.4.4). Die Antwort soll Aufschluss über eine relative Beteiligung von HER2/neu und dessen Quantität und Funktionalität geben. The functional detection of receptor overexpression is said to be with the help of the ligand HRG to be examined. HRG is a direct ligand for the HER3 and receptors HER4. At the signal generation induced by ligand binding and HER2 / neu is significantly involved in signal transduction (see section 1.4.4). The The answer is intended to shed light on the relative involvement of HER2 / new and its Give quantity and functionality.

Aufbauend auf Erkenntnissen von Chan et al. 1995, wurden Zelllinien für Untersuchungen ausgesucht, die sich bezüglich der Rezeptoren HER2/neu, HER3 und HER4 unterschieden (Tabelle 7). Tabelle 7 Untersuchte Zelllinien, Rezeptorexpression. Chan et al., 1995

Building on the findings of Chan et al. In 1995, cell lines were selected for examinations that differed with regard to the HER2 / neu, HER3 and HER4 receptors (Table 7). Table 7 Cell lines examined, receptor expression. Chan et al., 1995

2.1.1 Optimierung der Messparameter2.1.1 Optimization of the measurement parameters

Um ein repräsentatives Testverfahren zu entwickeln, wurde der Einfluss verschiedener Faktoren untersucht, welche die Messung bestimmen. Diese sollten anschließend für eine einheitliche Testprozedur normiert werden. Die Versuche wurden an den in Tabelle 6 aufgeführten Zelllinien durchgeführt. In order to develop a representative test procedure, the influence various factors that determine the measurement. These should then standardized for a uniform test procedure. The attempts were carried out on the cell lines listed in Table 6.

2.1.1.1 Zelldichte2.1.1.1 Cell density

Zellen können sich bezüglich der im Cytosensor gemessenen metabolischen Aktivität unterscheiden. Faktoren wie Wachstumsrate, Zellgröße und Zeit zwischen Ausplattierung und Messung spielen dabei eine Rolle. Um Messungen mit verschiedenen Zelllinien vergleichbar zu machen, wurde zunächst eine geeignete Zelldichte ermittelt. Die untere Grenze ist definiert durch eine Mindestaktivität, die für die zytometrische Messung notwendig ist. Die gemessene Aktivität sollte nicht unter 30 µV/s liegen. Bei niedrigeren Aktivitäten kann der Messfehler kritische Werte erreichen. Generell sollte eine Zelldichte von 500 000 nicht überschritten werden, da sonst der Flüssigkeitsstrom, welcher Protonen zur Referenzelektrode transportiert, durch die große Zellmenge behindert wird. Dadurch verschiebt sich die typische Ansäuerungskurve und das Ergebnis ist nicht mehr reproduzierbar (Daten nicht dargestellt). Zur Ermittlung dieser geeigneten Zelldichte wurden Zellen in Dichten von 50 000, 100 000 und 300 000 Zellen/Kammer ausplattiert und die metabolische Aktivität gemessenen. Dabei zeigten sich große Unterschiede in der Aktivität bezogen auf die Zelldichte (Abb. 8). Cells can differ in the metabolic activity measured in the cytosensor. Factors such as growth rate, cell size and time between plating and measurement play a role here. In order to make measurements with different cell lines comparable, a suitable cell density was first determined. The lower limit is defined by a minimum activity, which is necessary for the cytometric measurement. The measured activity should not be below 30 µV / s. At lower activities, the measurement error can reach critical values. In general, a cell density of 500,000 should not be exceeded, since otherwise the liquid flow, which transports protons to the reference electrode, is impeded by the large amount of cells. This shifts the typical acidification curve and the result is no longer reproducible (data not shown). To determine this suitable cell density, cells were plated at densities of 50,000, 100,000 and 300,000 cells / chamber and the metabolic activity was measured. There were large differences in activity related to cell density ( Fig. 8).

SK-BR-3 Zellen erreichten bei einer Zelldichte von 50 000 eine ausreichende Aktivität von ca. 70 µV/s und wurden daher für weitere Versuche in dieser Dichte ausplattiert, während die anderen untersuchten Zellen in einer Dichte zwischen 200 000 (MDA-MB-453) und 300 000 (MCF-7, SK-OV-3) ausplattiert wurden. Diese Zellen wiesen im Vergleich zu SK-BR-3 einen niedrigeren Grundmetabolismus auf. Wurden die Zellen länger als eine Nacht vor der Messung ausplattiert, so wurde die Zelldichte entsprechend kleiner gewählt. SK-BR-3 cells achieved a sufficient level with a cell density of 50,000 Activity of about 70 µV / s and were therefore used for further experiments in this density plated, while the other cells examined in a density between 200,000 (MDA-MB-453) and 300,000 (MCF-7, SK-OV-3) were plated. This Cells had a lower basic metabolism compared to SK-BR-3. If the cells were plated more than one night before the measurement, the Cell density chosen to be correspondingly lower.

2.1.1.2 Bestimmung der optimalen Heregulin-Dosis2.1.1.2 Determination of the optimal heregulin dose

Die zweite Variable im Testansatz ist die HRG Konzentration. Es wurde die ideale Konzentration ermittelt, ab der eine maximale Reaktion erfolgt. Zu diesem Zweck wurden die Zellen für 30 min verschiedenen Konzentrationen von HRG ausgesetzt. Dabei wurde ein Konzentrationsbereich von 1 ng/ml bis 250 ng/ml untersucht. Für verschiedene Zelllinien ergaben sich unterschiedliche Reaktionsprofile. Für die HRG reaktiven Zelllinien war eine Mindestdosis von 5 ng/ml notwendig, um eine nachweisbare Reaktion auszulösen. Ab einer Konzentration von 25 ng/ml näherte sich die Reaktion schnell ihrem Maximum. Im Bereich zwischen diesen Konzentrationen lagen die Messwerte nahe bei einander. The second variable in the test approach is the HRG concentration. It became the ideal one Concentration determined from which a maximum reaction occurs. To this end the cells were exposed to various concentrations of HRG for 30 min. A concentration range from 1 ng / ml to 250 ng / ml was examined. For different cell lines resulted in different reaction profiles. For the HRG reactive cell lines, a minimum dose of 5 ng / ml was necessary to achieve a trigger verifiable reaction. From a concentration of 25 ng / ml approached the reaction quickly reached its maximum. In the area between these Concentrations were close to each other.

Die Sättigungskonzentration von 100 ng/ml wurde für weitere Versuche als Standard-Stimulationskonzentration definiert. Diese Konzentration sollte sicherstellen, dass die Komplexität der funktionellen Effekte nachgewiesen werden kann. Abb. 9 zeigt eine Messung zur dosisabhängigen HRG Stimulation der Zelllinie SK-BR-3. Der Pfeil markiert die Zugabe von HRG. The saturation concentration of 100 ng / ml was defined as the standard stimulation concentration for further experiments. This concentration should ensure that the complexity of the functional effects can be demonstrated. Fig. 9 shows a measurement for dose-dependent HRG stimulation of the SK-BR-3 cell line. The arrow marks the addition of HRG.

Abb. 10 fasst alle auswertbaren Messungen zu einer Dosis Wirkungskurve dieser Zelllinie zusammen. Dargestellt ist das Maximum der metabolische Aktivität nach Stimulation. Fig. 10 summarizes all evaluable measurements into a dose-response curve of this cell line. The maximum of the metabolic activity after stimulation is shown.

Die Zelllinie MDA-MB-453 zeigt ein wesentlich geringeres Ausmaß der Stimulation. Bei gleicher Stimulationsdauer und gleichem verwendeten Konzentrationsbereich zeigt sich nach Stimulation eine maximale Aktivität von ca. 130%. Da im dargestellten Experiment (Abb. 11) die Kontrollmessung ebenfalls steigt, wurde dieser Wert an der entsprechenden Stelle vom Wert der HRG Stimulationskurve abgezogen, um auf eine effektive Stimulation zu schließen. Daraus ergibt sich eine maximale Stimulation von ca. 20% bei 100 ng/ml HRG. The MDA-MB-453 cell line shows a significantly lower level of stimulation. With the same stimulation duration and the same concentration range used, a maximum activity of approximately 130% is shown after stimulation. Since the control measurement also increases in the experiment shown ( Fig. 11), this value was subtracted from the value of the HRG stimulation curve at the corresponding point in order to conclude that the stimulation was effective. This results in a maximum stimulation of approx. 20% at 100 ng / ml HRG.

Obwohl die Dosis Wirkungskurve der Zelllinie MDA-MB-453 ein ähnliches Profil zeigt wie die Zelllinie SK-BR-3, fällt die Reaktion bei allen untersuchten Konzentrationen deutlich geringer aus (Abb. 12). Although the dose-response curve of the MDA-MB-453 cell line shows a profile similar to that of the SK-BR-3 cell line, the response is significantly lower at all concentrations examined ( Fig. 12).

Abb. 13 zeigt einen Vergleich der Dosis Wirkungskurve von SK-BR-3 mit der von MDA-MB-453. Die Stimulation bei SK-BR-3 Zellen zeigt deutlich höhere Werte als dies bei MDA-MB-453 Zellen der Fall ist. Fig. 13 shows a comparison of the dose-response curve of SK-BR-3 with that of MDA-MB-453. The stimulation with SK-BR-3 cells shows significantly higher values than is the case with MDA-MB-453 cells.

Die Zelllinie MCF-7 reagiert in nur geringem Maße auf eine Exposition mit HRG (Abb. 14). The MCF-7 cell line reacts only to a small extent to exposure to HRG ( Fig. 14).

Bei der Zelllinie SK-OV-3 handelt es sich um eine Ovarial-Zelllinie. Diese Zelllinie zeigt trotz einer deutlichen HER2/neu-Rezeptor Amplifikation keine Reaktion auf HRG (Abb. 15). The SK-OV-3 cell line is an ovarian cell line. Despite a clear HER2 / neu receptor amplification, this cell line shows no reaction to HRG ( Fig. 15).

2.1.1.3 Stimulationsintervall2.1.1.3 Pacing Interval

Für Untersuchungen zur Dosis Wirkungskurve wurde in Anlehnung an Untersuchungen von Chan et al. ein Stimulationsintervall von 30 Minuten verwendet. Der Kurvenverlauf zeigte, dass die Reaktion bei einigen der Zelllinien bereits nach kürzerer Zeit ihren Scheitelpunkt erreichte (Abb. 9, 11). Zu untersuchen war der Einfluss der Expositionszeit auf die Reaktion. For investigations on the dose-response curve based on investigations by Chan et al. a stimulation interval of 30 minutes was used. The course of the curve showed that the reaction reached the apex of some of the cell lines after a short time ( Fig. 9, 11). The influence of the exposure time on the reaction had to be investigated.

Um die Mindestexpositionszeit zu ermitteln, die zu einer maximalen Reaktion führt, wurden die HRG reaktiven Zellen mit einer konstanten HRG Konzentration von 100 ng/ml für unterschiedliche Zeitintervalle stimuliert. Dabei wurde ein Zeitfenster von 0 bis 28 Minuten mit einem Intervall von 4 Minuten untersucht. To determine the minimum exposure time that leads to a maximum response, were the HRG reactive cells with a constant HRG concentration of 100 ng / ml stimulated for different time intervals. A time window of 0 was used examined up to 28 minutes with an interval of 4 minutes.

Die eingesetzten Zellen zeigten deutliche Unterschiede bezüglich der kinetischen Rezeptorreaktion. Eine komplette Reaktion konnte bei SK-BR-3 bereits nach ca. 12 Minuten Exposition beobachtet werden (Abb. 16), während MDA-MB-453 eine Mindestexposition von ca. 20 Minuten benötigte (Abb. 17). Ab diesem Intervall lässt sich durch eine Verlängerung der Exposition keine Steigerung der Antwortrate erreichen. Eine Stimulationszeit von 30 min sollte in weiterführenden Experimenten sicherstellen, dass eine komplette Antwort ablaufen kann und wurde als Standard für weitere Experimente definiert. Abb. 16 und 17 zeigen Einzelmessungen zur HRG Stimulation in Abhängigkeit der Expositionszeit. Der Pfeil markiert den Beginn der Exposition. The cells used showed clear differences in the kinetic receptor response. A complete reaction was observed with SK-BR-3 after approximately 12 minutes of exposure ( Fig. 16), while MDA-MB-453 required a minimum exposure of approximately 20 minutes ( Fig. 17). From this interval onwards, increasing the exposure does not increase the response rate. A stimulation time of 30 min should ensure in further experiments that a complete answer can proceed and was defined as the standard for further experiments. Fig. 16 and 17 show individual measurements of HRG stimulation depending on the exposure time. The arrow marks the beginning of the exposure.

Die Stimulation der Zelllinie MDA-MB-453 ist für das dargestellte Experiment sehr gering. Daher lässt sich keine genaue Aussage treffen. Die maximale Stimulation tritt jedoch bei Expositionszeiten über 20 min auf. The stimulation of the cell line MDA-MB-453 is very good for the experiment shown low. Therefore, no exact statement can be made. The maximum stimulation however occurs with exposure times over 20 min.

2.1.2 Inhibierung der Stimulation durch Herceptin2.1.2 Herceptin inhibition of stimulation

Wie in zahlreichen Untersuchungen zur Signalleitung an Rezeptoren der EGF- Familie beschrieben, sind an einer Antwort auf Heregulin neben HER2/neu andere Rezeptoren beteiligt (Beerli et al., 1995). Um eindeutige Hinweise bezüglich des Anteils von HER2/neu an der HRG vermittelten Antwort zu erhalten, wurden Versuche zur Herceptin Inhibierung durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde der HER2/neu-Rezeptor spezifisch mit dem monoklonalen anti-HER2/neu-Antikörper Herceptin blockiert und anschließend die Zellen 30 min mit 100 ng/ml HRG stimuliert und mit der gleichen Stimulation ohne Blockierung von HER2/neu verglichen. Lässt sich eine Zelle trotz Herceptin-Blockade von HER2/neu durch HRG stimulieren, so sollte diese Antwort den Anteil repräsentieren, welcher ohne Beteiligung von HER2/neu abläuft. Zunächst wurden verschiedene Konzentrationen des Antikörpers eingesetzt, um die Konzentration zu ermitteln, bei der die Stimulation maximal inhibiert wird. As in numerous studies on signal transmission to EGF receptors Family described are in response to Heregulin alongside HER2 / new others Receptors involved (Beerli et al., 1995). For clear indications regarding the Share of HER2 / neu received in the HRG mediated response Herceptin inhibition experiments performed. For this purpose the HER2 / neu receptor specific with the monoclonal anti-HER2 / neu antibody Herceptin blocked and then stimulated the cells with 100 ng / ml HRG for 30 min and compared with the same stimulation without blocking HER2 / neu. Leaves a cell is stimulated by HRG despite Herceptin blockade of HER2 / neu, so this answer should represent the proportion that is not involved HER2 / new expires. First, different concentrations of the antibody were found used to determine the maximum concentration at which stimulation is inhibited.

Die größte beobachtete metabolische Aktivierung durch HRG wurde bei der Zelllinie SK-BR-3 beobachtet. Mit einer Stimulation von über 40% bei einer Konzentration von 100 ng/ml HRG eignen sich diese Zellen zum Nachweis der Inhibierung dieser Reaktion durch Herceptin. Bereits bei einer Antikörperkonzentration von 2 µg/ml wird die Antwort partiell inhibiert. Bei einer Konzentration von 4 µg/ml fällt die Inhibierung mit ca. 50% maximal aus (Abb. 18). Diese deutliche Inhibierung bei 4 µg/ml Herceptin konnte in wiederholten Experimenten verifiziert werden und definierte diese Konzentration als Standard Konzentration für weitere Experimente mit Herceptin. The greatest observed metabolic activation by HRG was observed in the SK-BR-3 cell line. With a stimulation of over 40% at a concentration of 100 ng / ml HRG, these cells are suitable for the detection of the inhibition of this reaction by Herceptin. The response is partially inhibited even at an antibody concentration of 2 µg / ml. At a concentration of 4 µg / ml, the maximum inhibition is around 50% ( Fig. 18). This significant inhibition at 4 µg / ml Herceptin could be verified in repeated experiments and defined this concentration as the standard concentration for further experiments with Herceptin.

Abb. 19 fasst mehrere Messungen zur Herceptin-Inhibierung für die Zelllinie SK-BR-3 zusammen. Dargestellt ist die prozentuale Inhibierung der maximalen Stimulation ohne Herceptin. Fig. 19 summarizes several measurements for Herceptin inhibition for the cell line SK-BR-3. The percentage inhibition of the maximum stimulation without Herceptin is shown.

Abb. 20 zeigt, dass für eine Aussage zur Differenzierung des Signals eine gewisse Mindestaktivierung notwendig ist. Ein Grundrauschen der Messreihe verhindert Aussagen, die unterhalb eines Bereiches von ca. 10% liegen. Dennoch lässt sich erkennen, dass im dargestellten Versuch bei keiner der getesteten Herceptin-Konzentrationen eine Inhibierung der HRG-Aktivierung erfolgte. Statt dessen war eine leichte Aktivierung durch die Blockierung von HER2/neu zu beobachten. Die Stimulation von 20%, die bei Versuchen zur Dosis-Wirkungskurve erreicht wurde, konnte zum Zeitpunkt der Messreihe zur Herceptin-Inhibierung nicht rekonstruiert werden. Auf die Erstellung einer Dosis Wirkungskurve wurde aufgrund der angesprochenen Inkonsistenz der Ergebnisse verzichtet. Fig. 20 shows that a certain minimum activation is necessary for a statement regarding the differentiation of the signal. A background noise of the series of measurements prevents statements that are below a range of approx. 10%. Nevertheless, it can be seen that in the experiment shown, no inhibition of HRG activation occurred at any of the Herceptin concentrations tested. Instead, a slight activation by blocking HER2 / neu was observed. The stimulation of 20% that was achieved in experiments on the dose-response curve could not be reconstructed at the time of the series of measurements for Herceptin inhibition. A dose-response curve was not created due to the mentioned inconsistency of the results.

2.1.3 Inhibierung der Heregulinantwort durch den Tyrosinkinaseinhibitor Genistein2.1.3 Inhibition of the heregulin response by the tyrosine kinase inhibitor genistein

Um zu untersuchen, ob bei dem durch HRG eingeleitenden Weg der Signalleitung Tyrosinkinasen beteiligt sind, wurde untersucht, ob Genistein die Stimulation einer HRG reaktiven Zelllinie inhibieren kann. To investigate whether the route of the signal line initiated by HRG Tyrosine kinases were involved in investigating whether genistein stimulated one Can inhibit HRG reactive cell line.

Zu diesem Zweck wurden SK-BR-3 Zellen für ein Intervall von 30 Minuten mit 100 ng/ml HRG und parallel mit 25 µg/ml Genistein stimuliert. For this purpose, SK-BR-3 cells were kept at 100 ng / ml for an interval of 30 minutes HRG and stimulated in parallel with 25 µg / ml genistein.

Die Stimulation in Anwesenheit von Genistein fiel dabei um ca. 60% geringer aus (Abb. 21). Dies belegt eine Beteiligung von Tyrosinkinasen an der durch HRG ausgelösten Signalkaskade. The stimulation in the presence of genistein was about 60% lower ( Fig. 21). This proves the involvement of tyrosine kinases in the signaling cascade triggered by HRG.

2.2 Chemosensibilität2.2 Chemosensitivity

Um Ergebnisse aus den Stimulationsexperimenten mit HRG mit einem Ansprechen auf Herceptin in Verbindung setzen zu können, wurden Chemosensibilitätsmessungen durchgeführt. Damit sollte gezeigt werden, ob sich Untersuchungen verifizieren lassen, die aussagen, dass gewisse Zytostatika in Kombination mit Herceptin additive oder synergistische Effekte zeigen. To get results from the stimulation experiments with HRG with a response to be able to contact Herceptin Chemosensitivity measurements performed. This was to show whether Have verifications verified that indicate that certain cytostatics in Combination with Herceptin show additive or synergistic effects.

2.2.1 Auswahl der Zytostatika2.2.1 Selection of cytostatics

Es wurden Zytostatika untersucht, von denen bekannt ist, dass sie in Kombination mit Herceptin eine verstärkte Wirkung haben können (Pegram et al., 1999a).

  • - Cisplatin
  • - Carboplatin
  • - Vinorelbin
  • - Gemcitabin
  • - Paclitaxel
Cytostatics have been studied and are known to be potent in combination with Herceptin (Pegram et al., 1999a).
  • - cisplatin
  • - carboplatin
  • - Vinorelbine
  • - Gemcitabine
  • - Paclitaxel

Additive oder synergistische Interaktionen wurden von Taxanen insbesondere Paclitaxel und Docetaxel beschrieben. Hierzu wurden Chemosensibilitätsuntersuchungen durchgeführt. Es zeigte sich jedoch, dass dieser Ansatz an Zelllinien keine Aussage liefert. Additive or synergistic interactions have been particularly common to taxanes Paclitaxel and Docetaxel are described. For this purpose Chemosensitivity studies carried out. It turned out, however, that this approach Cell lines provide no information.

Taxane sind nicht wasserlöslich und fungieren in einem Lösungsmittel aus Ethanol oder DMSO gelöst werden. Bei Chemosensibilitätsmessungen müssen diese Lösungsmittel als negative Kontrolle. Dabei hat sich gezeigt, dass Zelllinien sehr sensitiv gegenüber solchen Lösungsmitteln sind. Das Lösungsmittel verringerte die metabolische Aktivität in den Experimenten annähernd so stark, wie das Zytostatikum. Daher lies sich keine Wirkung des Zytostatikums ableiten. Abb. 22 und 23 zeigen Chemosensibilitätsmessungen von SK-BR-3 und MDA-MB-435 bezüglich Paclitaxel. Taxanes are not water-soluble and act in a solvent dissolved in ethanol or DMSO. In chemosensitivity measurements, these solvents must be used as a negative control. It has been shown that cell lines are very sensitive to such solvents. The solvent reduced the metabolic activity in the experiments approximately as much as the cytostatic. Therefore no effect of the cytostatic could be derived. Figures 22 and 23 show chemosensitivity measurements of SK-BR-3 and MDA-MB-435 regarding paclitaxel.

Aufgrund dieser starken Effekte wurde auf Untersuchungen von Taxanen verzichtet. In der Darstellung wurde für einen Messzeitraum von 50 Minuten jeweils ein Mittelwert gebildet. Von diesem Wert wurde der entsprechende Wert der Kontrollmessung ohne Wirkstoff abgezogen. Um das Verhältnis dieses Wertes zum Kontrollwert anschaulich darzustellen, wurde dieser Wert mit 100 addiert. Somit repräsentieren Werte über 100% eine Aktivierung und Werte unter 100% eine Inhibierung. In der gewählten Form der Darstellung entspricht also die Kontrollmessung in jedem Punkt 100%. Jede der vier Zelllinien wurde fünffach mit der gleichen Substanz getestet. Dabei wurden die Zellen für 15 Stunden mit dem Zytostatikum in Kontakt gebracht.

Due to these strong effects, taxane studies were not carried out. In the illustration, an average was formed for a measurement period of 50 minutes. The corresponding value of the control measurement without active substance was subtracted from this value. In order to illustrate the ratio of this value to the control value, this value was added to 100. Values above 100% represent activation and values below 100% inhibition. In the chosen form of representation, the control measurement corresponds to 100% in every point. Each of the four cell lines was tested five times with the same substance. The cells were brought into contact with the cytostatic for 15 hours.

Diese Darstellung trifft dann zu, wenn der Kontrollwert nicht entscheidend von 100 abweicht. Dies war bei allen dargestellten Messungen der Fall. This representation applies if the control value is not decisively of 100 differs. This was the case with all measurements shown.

2.2.2 Chemosensibilität SK-BR-32.2.2 Chemosensitivity SK-BR-3

Die Zelllinie SK-BR-3 zeigte ein leichtes Ansprechen auf Cisplatin. Die geringe Wirkung von 5% im Endmesspunkt der Kurve ließ sich durch Zusatz von Herceptin um weitere 10,5% auf insgesamt 15,5% verbessern (Abb. 24). The SK-BR-3 cell line showed a mild response to cisplatin. The slight effect of 5% at the end measuring point of the curve could be improved by adding 10.5% to a total of 15.5% by adding Herceptin ( Fig. 24).

Carboplatin zeigte bei der Zelllinie SK-BR-3 keine Wirkung. Diese Substanz führte zu einer leichten Stimulation. Auch für die Kombination mit Herceptin konnte keine Wirkung nachgewesen werden (Abb. 25). Carboplatin had no effect on the SK-BR-3 cell line. This substance led to a slight stimulation. No effect was found for the combination with Herceptin ( Fig. 25).

Vinorelbin zeigte bei dieser Zelllinie in Kombination mit Herceptin den größten Effekt unter den getesteten Substanzen. Während sich für die Monosubstanz noch keine Wirkung beobachten ließ, führte die Kombination mit Herceptin zu einem Effekt von ca. 15% im letzten Messpunkt (Abb. 26). Vinorelbine showed the greatest effect among the substances tested in this cell line in combination with Herceptin. While no effect was observed for the mono substance, the combination with Herceptin led to an effect of approx. 15% in the last measurement point ( Fig. 26).

Gemcitabin wirkte auf SK-BR-3 Zellen minimal. Dieser Effekt ließ sich in Kombination mit Herceptin etwas verstärken (Abb. 27). Gemcitabine had minimal effect on SK-BR-3 cells. This effect could be increased somewhat in combination with Herceptin ( Fig. 27).

Abb. 28 stellt die Ergebnisse der getesteten Substanzen einander gegenüber. In dieser Darstellung werden jeweils nur die Endpunkte entsprechend der letzten 50 Minuten der Messung berücksichtigt. Auffallend ist, dass Vinorelbin ausschließlich in Kombination mit Herceptin wirkte, während Cisplatin bereits als Monosubstanz einen leichten Effekt zeigte. Fig. 28 compares the results of the tested substances. In this diagram only the end points corresponding to the last 50 minutes of the measurement are taken into account. It is striking that vinorelbine only worked in combination with Herceptin, while cisplatin already had a slight effect as a mono substance.

Bei allen getesteten Substanzen führte die Kombination mit Herceptin zu einer negativen Beeinflussung des Zellmetabolismus. Dieser Effekt reichte allerdings bei Carboplatin nicht aus, um den leicht aktivierenden Effekt der Monosubstanz aufzuheben. Eine Wirkung konnte also für dieses Therapeutikum nicht nachgewiesen werden. For all substances tested, the combination with Herceptin led to one negative influence on cell metabolism. However, this effect was sufficient Carboplatin does not lack the slightly activating effect of the mono substance repealed. So there was no effect for this therapeutic be detected.

2.2.3 Chemosensibilität MDA-MB-4532.2.3 Chemical sensitivity MDA-MB-453

Bei der Mamma-Karzinom Zelllinie MDA-MB-453 zeigte Cisplatin keine Wirkung. Die Kombination mit Herceptin zeigte hingegen eine geringe Inhibierung der metabolischen Aktivität (Abb. 29). Cisplatin had no effect on the breast cancer cell line MDA-MB-453. The combination with Herceptin, on the other hand, showed a slight inhibition of metabolic activity ( Fig. 29).

Das Zytostatikum Carboplatin zeigte als Monosubstanz eine Wirkung, die ähnlich der von Cisplatin + Herceptin war. Herceptin konnte den durch Carboplatin vermittelten zytostatischen Effekt um ca. 15% im Endpunkt vergrößern (Abb. 30). The cytostatic drug carboplatin, as a single substance, had an effect similar to that of cisplatin + Herceptin. Herceptin was able to increase the cytostatic effect mediated by carboplatin by about 15% at the end point ( Fig. 30).

Das Ergebnis der Chemosensibilitätstestung von Vinorelbin wies neben einer guten Wirkung der Monosubstanz auch auf eine deutliche Verstärkung der Inhibition durch Zusatz von Herceptin hin. Der Effekt ergab eine Wirkung von 20% respektive 35% für die Kombination (Abb. 31). Dieses Ergebnis war sehr deutlich. The result of the chemosensitivity test of vinorelbine indicated not only a good effect of the mono substance, but also a significant increase in the inhibition by adding Herceptin. The effect resulted in an effect of 20% and 35% for the combination ( Fig. 31). This result was very clear.

Bei Vinorelbin war der Effekt, der durch die Kombination mit Herceptin erreicht wurde, am deutlichsten. Während für die Monosubstanz keine Wirkung festgestellt werden konnte, erreichte die Kombination von Vinorelbin mit Herceptin eine Inhibierung der metabolischen Aktivität um über 30% (Abb. 32). The effect that was achieved with the combination with Herceptin was most pronounced with vinorelbine. While no effect was found for the mono substance, the combination of vinorelbine with Herceptin achieved an inhibition of metabolic activity by more than 30% ( Fig. 32).

Die Untersuchungen des Zytostatika-Wirkungsprofils der Zelllinie MDA-MB-453 ergaben einen sehr deutlichen Effekt von Herceptin. Im Falle von Gemcitabin bewirkte der Zusatz von Herceptin eine Steigerung der Wirkung um über 30%, während bei Vinorelbin der Effekt der Monosubstanz von 20% um weitere 15% auf über 35% verstärkt werden konnte. Bei allen getesteten Substanzen zeigte sich eine zusätzliche Wirkung durch die Kombination der Substanzen mit Herceptin (Abb. 33). The studies of the cytostatic activity profile of the cell line MDA-MB-453 showed a very clear effect of Herceptin. In the case of gemcitabine, the addition of Herceptin increased the effect by over 30%, while in vinorelbine the effect of the mono substance could be increased by a further 15% from over 20% to over 35%. With all substances tested, an additional effect was shown by the combination of the substances with Herceptin ( Fig. 33).

2.2.4 Chemosensibilität MCF-72.2.4 MCF-7 chemosensitivity

Chemosensibilitätsuntersuchungen der Zelllinie MCF-7 zeigten für die Substanz Cisplatin als Einzelsubstanz, wie auch in Kombination mit Herceptin im Endpunkt der Messung einen zytostatischen Effekt von ca. 10%. Herceptin beeinflusste die Wirkung dieser Substanz also nicht (Abb. 34). Chemosensitivity studies of the MCF-7 cell line showed a cytostatic effect of approx. 10% for the substance cisplatin as a single substance, as well as in combination with Herceptin at the end point of the measurement. Herceptin did not influence the effect of this substance ( Fig. 34).

Carboplatin zeigte einen geringen zytostatischen Effekt. Dieser wurde durch Kombination des Zytostatikums mit Herceptin um ca. 5% auf 10% im Endpunkt gesteigert (Abb. 35). Der zusätzliche Effekt ist gering. Carboplatin showed little cytostatic effect. This was increased by combining the cytostatic with Herceptin by approx. 5% to 10% in the end point ( Fig. 35). The additional effect is minor.

Auch bei Vinorelbin ließ sich ein leichter Effekt beobachten. Ein geringer Effekt von Herceptin erhöhte die Wirkung dieses Zytostatikums von ca. 10% im Endpunkt um weitere 5% auf 15%, was ebenfalls einem geringen Effekt entsprach (Abb. 36). Von den getesteten Substanzen zeigte Vinorelbin die größte Wirkung. A slight effect was also observed with vinorelbine. A small effect of Herceptin increased the effect of this cytostatic from about 10% at the end point by a further 5% to 15%, which also corresponded to a small effect ( Fig. 36). Of the substances tested, vinorelbine had the greatest effect.

Gemcitabin zeigte auf die Zelllinie MCF-7 keine Wirkung. Der Endpunkt lag bei 100% und entsprach also dem Wert, den die Kontrollmessung ohne Zytostatikum ergab. Herceptin zeigte keine Wirkung (Abb. 37). Gemcitabine had no effect on the MCF-7 cell line. The end point was 100% and thus corresponded to the value that the control measurement showed without the cytostatic agent. Herceptin had no effect ( Fig. 37).

Das Wirkungsprofil der Zelllinie MCF-7 sagt aus, dass die größte beobachtete Wirkung von den untersuchten Zytostatika ausgeht (Abb. 38). Zwar lässt sich bei Carboplatin und Vinorelbin eine leichte Steigerung des Effektes durch Herceptin erzielen, doch liegt dieser deutlich unter dem Wert, den Herceptin bei HER2/neu überexprimierenden Zelllinien SK-BR-3 und MDA-MB-453 auslöst. The activity profile of the MCF-7 cell line states that the greatest observed effect comes from the cytostatics examined ( Fig. 38). Although a slight increase in the effect of Herceptin can be achieved with carboplatin and vinorelbine, this is clearly below the value that Herceptin triggers with HER2 / newly overexpressing cell lines SK-BR-3 and MDA-MB-453.

2.2.5 Chemosensibilität SK-OV-32.2.5 Chemical sensitivity SK-OV-3

Untersuchungen der Zelllinie SK-OV-3 konnten keine Wirkung des Zytostatikums Cisplatin belegen. Auch durch Kombination mit Herceptin ließ sich kein inhibierender Effekt aufzeigen (Abb. 39). Studies of the SK-OV-3 cell line were unable to demonstrate any effect of the cytostatic cisplatin. Combination with Herceptin also showed no inhibitory effect ( Fig. 39).

Die Substanz Carboplatin zeigte ein ähnliches Ergebnis. Während sich die Monosubstanz nur minimal negativ auf die metabolische Aktivität der Zellen nach 15 Stunden auswirkte, ergab sich auch für die Kombination mit Herceptin keine Wirkung (Abb. 40). The substance carboplatin showed a similar result. While the mono substance had only a minimal negative effect on the metabolic activity of the cells after 15 hours, there was no effect for the combination with Herceptin ( Fig. 40).

Die Substanz Vinorelbin wirkte ebenfalls nicht zytostatisch auf die Zelllinie SK-OV-3. Auch hier konnte Herceptin keinen zusätzlichen Effekt herbeiführen, sondern zeigte sogar noch einen leicht aktivierenden Effekt (Abb. 41). Vinorelbin zeigt somit eine antagonistische Wirkung. The substance vinorelbine also had no cytostatic effect on the SK-OV-3 cell line. Here, too, Herceptin was unable to produce an additional effect, but even showed a slightly activating effect ( Fig. 41). Vinorelbine thus shows an antagonistic effect.

Die Substanz Gemcitabin konnte die metabolische Aktivität diese Zelllinie nicht negativ beeinflussen. Sowohl die Monosubstanz, als auch die Kombination mit Herceptin führte zu einer leichten Stimulation (Abb. 42). The substance gemcitabine could not negatively influence the metabolic activity of this cell line. Both the mono substance and the combination with Herceptin led to a slight stimulation ( Fig. 42).

Bei der Zelllinie SK-OV-3 zeigte sich bei keiner der untersuchten Substanzen ein zytostatischer Effekt. Auch durch Kombination dieser Substanzen mit Herceptin ließ sich keine Wirkung aufzeigen (Abb. 43). In the SK-OV-3 cell line, none of the substances examined showed a cytostatic effect. Combining these substances with Herceptin also showed no effect ( Fig. 43).

2.3 Zusammenfassung der Ergebnisse2.3 Summary of results

Die untersuchten Zelllinien zeigten große Unterschiede bezüglich ihres Reaktionsprofils auf HRG. Abb. 44 veranschaulicht das unterschiedliche Ausmaß der Reaktion auf eine Exposition von 100 ng/ml HRG für ein Intervall von 30 Minuten. Die größte Reaktion erfolgte mit einer Aktivierung von durchschnittlich 38% bei der Zelllinie SK-BR-3. MDA-MB-453 Zellen weisen mit einer Aktivierung von durchschnittlich 19% eine geringere, aber immer noch deutlich nachweisbare Reaktion auf. Bei der Zelllinie MCF-7 ließ sich eine minimale Reaktion von ca. 5% nachweisen, während bei der Zelllinie SK-OV-3 keine Reaktion gemessen werden konnte. The cell lines examined showed great differences in their response profile to HRG. Fig. 44 illustrates the different extent of the response to an exposure of 100 ng / ml HRG for an interval of 30 minutes. The largest response occurred with an average activation of 38% in the SK-BR-3 cell line. With an average activation of 19%, MDA-MB-453 cells show a lower, but still clearly detectable response. A minimal response of approximately 5% was found in the MCF-7 cell line, while no response could be measured in the SK-OV-3 cell line.

Chemosensibilitätsuntersuchungen verdeutlichten große Unterschiede der Zelllinien bezüglich ihres Ansprechens auf die getesteten Substanzen. Die HER2/neu hoch exprimierenden Zelllinien SK-BR-3 und MDA-MB-453 zeigten bei einigen der getesteten Substanzen eine deutlich erhöhte Wirkung, wenn diese mit Herceptin kombiniert wurden. Die Zelllinie MCF-7 zeigte hingegen bei zwei von vier getesteten Substanzen keine erhöhte Wirkung der Kombination von Zytostatikum und Herceptin. In den anderen zwei Fällen zeigte Herceptin einen minimalen additiven Effekt. Für die Zelllinie SK-OV-3 konnten weder für eines der getesteten Zytostatika, noch für eine Kombination mit Herceptin Effekte aufgezeigt werden, die sich negativ auf die metabolische Aktivität auswirkten (Tabelle 8). Tabelle 8 Verstärkung der Wirkung von Zytostatika durch Herceptin nach 15 Stunden Exposition

Chemosensitivity studies showed large differences in the cell lines in terms of their response to the substances tested. The HER2 / neu highly expressive cell lines SK-BR-3 and MDA-MB-453 showed a significantly increased effect when some of the substances tested were combined with Herceptin. The MCF-7 cell line, however, showed no increased effect of the combination of cytostatic and Herceptin in two out of four substances tested. In the other two cases, Herceptin showed minimal additive effects. For the SK-OV-3 cell line, effects that had a negative effect on metabolic activity could not be demonstrated for either of the cytostatics tested or for a combination with Herceptin (Table 8). Table 8 Herceptin enhances the effect of cytostatics after 15 hours of exposure

3 Diskussion3 discussion 3.1 Hintergrund3.1 Background

Der Begriff "Theranostics" beschreibt Produkte, die therapeutisches und diagnostisches Potential besitzen. Eine gezielte Diagnose erlaubt, einen spezifischen Ansatzpunkt für Therapeutika zu identifizieren und kann dadurch einem Patienten zur Auswahl einer optimalen Therapie verhelfen. Aufgrund großer individueller Unterschiede im Hinblick auf ein therapeutisches Ansprechen, zeichnet sich in der Onkologie bezüglich des Krebspatienten ein großes Potential für die Entwicklung von "Theranostika" ab. Immer mehr Therapeutika machen die prätherapeutische Untersuchung eines zu erwartenden Ansprechens notwendig, da diese Substanzen durch ansteigende Teuerungsraten zunehmend Probleme für die Kostenerstattung verursachen. Auf dem Gebiet der Krebsforschung befasst man sich mit der Identifizierung von Tumormarkern, der Entwicklung und Automatisierung von diagnostischen Techniken und der Erhebung klinischer Daten, um die Prognose und die therapeutischen Aussichten zu charakterisieren (Bromley, 2000). The term "Theranostics" describes products that are therapeutic and possess diagnostic potential. A targeted diagnosis allows one Identify specific starting point for therapeutic agents and can thereby help a patient choose an optimal therapy. Because of big individual differences with regard to a therapeutic response there is great potential for cancer patients in oncology Development of "Theranostics" from. More and more therapeutic agents are doing it Pre-therapeutic examination of an expected response is necessary because these substances are increasingly causing problems for the population due to rising inflation rates Cause reimbursement. One deals in the field of cancer research deal with the identification of tumor markers, development and Automation of diagnostic techniques and clinical data collection, to characterize the prognosis and therapeutic outlook (Bromley, 2000).

Das bekannteste Beispiel für den Einsatz von "Theranostika" ist HER2/neu, mit dem therapeutischen Antikörper Herceptin. Der Nachweis einer Amplifikation dieses Wachstumsfaktor-Rezeptors gewährt eine Prognose über einen aggressiven Krankheitsverlauf. Dadurch kann eine Aussage bezüglich eines zu erwartenden Ansprechens auf bestimmte Therapeutika gemacht werden. Dies ist besonders entscheidend für die Anwendung des Anti-HER2/neu-Antikörpers Herceptin (Cooke et al., 2001). Der Einfluss der Diagnostik auf die Therapie zeigt sich an diesem Beispiel besonders deutlich, da in diesem Fall ein positiver Nachweis der Amplifikation des Rezeptors in den USA von der "Food and Drug Administration" (FDA) als notwendiges Kriterium für die Zulassung zur Therapie mit Herceptin ist. Ziel der Arbeit war es, einen anwendungsorientierten und funktionellen diagnostischen Test zu entwickeln, der die Patientengruppe identifizieren kann, die von einer Therapie mit dem monoklonalen Anti-HER2/neu-Antikörper Herceptin profitiert. Dieser Test soll eine größere prognostische Relevanz haben, als die etablierten und von der "Food and Drug Administration" zugelassenen HER2/neu- Testmethoden. The best known example of the use of "Theranostika" is HER2 / new, with which therapeutic antibody Herceptin. Evidence of an amplification of this Growth factor receptor grants a prognosis of an aggressive one Disease. This allows a statement to be made regarding an expected one In response to certain therapeutic agents. This is special crucial for the use of the anti-HER2 / neu antibody Herceptin (Cooke et al., 2001). The influence of diagnostics on therapy can be seen in this Example particularly clear, since in this case a positive proof of the Amplification of the receptor in the USA by the "Food and Drug Administration" (FDA) is a necessary criterion for admission to therapy with Herceptin. The aim of the work was to create an application-oriented and functional develop a diagnostic test that can identify the group of patients who from therapy with the monoclonal anti-HER2 / neu antibody Herceptin benefits. This test is said to have greater prognostic relevance than that established HER2 / new- approved by the "Food and Drug Administration" Test methods.

Herceptin war der erste therapeutische monoklonale Antikörper, der zur Therapie des metastasierten Mamma-Karzinoms zugelassen wurde und ist ein repräsentatives Beispiel für den spezifischen Ansatz der Immuntherapie im Rahmen der Tumortherapie (Shepard et al., 1991). Eine häufige HER2/neu-Amplifikation als Voraussetzung für diese Form der Therapie konnte bei Tumoren der Mamma (King et al., 1985), des Kolon (Meltzer et al., 1987), der Lunge (Cline et al., 1987), des Magens (Jähne et al., 1994), des Ovars (Meden et al., 1997), wie auch des Pankreas (Buchler et al., 2001) festgestellt werden. Somit eignet sich dieser Therapieansatz grundsätzlich für die Behandlung verschiedener Tumore. Der größte wissenschaftliche Hintergrund bezüglich des monoklonalen Antikörpers Herceptin liegt jedoch auf dem Gebiet der gynäkologischen Tumore und hier speziell auf dem Gebiet des Mamma-Karzinoms. Klinische Studien wurden sowohl für eine Herceptin-Monotherapie, als auch für eine Kombinationstherapie mit Zytostatika auf diesem Gebiet etabliert (Baselga et al. 1996). Aus diesem Grund wurden die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit an Zelllinien durchgeführt, die sich von Mamma- und Ovarial-Karzinomen ableiten lassen. Herceptin was the first therapeutic monoclonal antibody to be used in therapy of metastatic breast cancer has been approved representative example of the specific approach of immunotherapy in the frame tumor therapy (Shepard et al., 1991). A frequent HER2 / neu amplification as The prerequisite for this form of therapy could be the breast (King et al., 1985), the colon (Meltzer et al., 1987), the lungs (Cline et al., 1987), the Magens (Jähne et al., 1994), the ovary (Meden et al., 1997), as well as the Pancreas (Buchler et al., 2001). This makes it suitable Therapy approach basically for the treatment of different tumors. The greatest scientific background on the monoclonal antibody However, Herceptin is in the field of gynecological tumors and here especially in the field of breast cancer. Clinical trials were both for Herceptin monotherapy, as well as for combination therapy with Cytostatics established in this area (Baselga et al. 1996). For this reason the investigations of the present work were carried out on cell lines that can be derived from breast and ovarian carcinomas.

Eine HER2/neu-Ampifikation bildet die Voraussetzung für eine Wirkung von Herceptin. Aufgrund zunehmender Entwicklungskosten für zukünftige Therapeutika und damit verbunden immer höheren Therapiekosten ist davon auszugehen, dass in Zukunft solche prädiktiven Testverfahren zunehmend von Patienten zu durchlaufen sind (Bromley et al., 2000). Eine Behandlung mit Herceptin kostet pro Jahr und Patient 36 000 US $ (Taylor, 1999). A HER2 / new ampification is the prerequisite for an effect of Herceptin. Due to increasing development costs for future therapeutics and the associated higher and higher therapy costs can be assumed that in The future of such predictive test procedures will increasingly be run by patients are (Bromley et al., 2000). Treatment with Herceptin costs per year and Patient $ 36,000 (Taylor, 1999).

Diese Erhebungen wurden bereits bei Konsensustreffen von Experten diskutiert. Bestrebungen zur Erforschung eines zuverlässigen prognostischen Testverfahrens wurden dabei in den Mittelpunkt der Diskussion gestellt (Nelson et al., 2000). These surveys have already been discussed by experts at consensus meetings. Efforts to research a reliable prognostic test method were placed at the center of the discussion (Nelson et al., 2000).

Im Mittelpunkt der Untersuchungen der vorliegenden Arbeit steht der HER2/neu- Rezeptor, für den prognostische Relevanz bei der Diagnose des Mamma- Karzinoms belegt ist (Cooke et al., 2001). In dieser Arbeit wurde die funktionelle Analyse für diesen Rezeptor und assoziierter Mitglieder der EGFR-Familie zugrunde gelegt (Pinkas-Kramarski et al., 1996). Die Wechselwirkung spezifischer Liganden, antagonistischer Wirkstoffe und Antikörper fungierte als Basis zur Ausarbeitung eines diagnostischen Tests, der als Vorlage angehender klinischer Studien entwickelt und optimiert wurde (Le et al., 2000). Mit dieser Zielsetzung sollte ein "Theranostikum" entwickelt werden, das sowohl prognostischen, als auch prädiktiven Charakter hat und eine Differenzierung und Verbesserung der bisher etablierten HER2/neu-Testverfahren ermöglicht. The focus of the investigations of the present work is the HER2 / new Receptor, for the prognostic relevance in the diagnosis of breast Carcinoma (Cooke et al., 2001). In this work, the functional Analysis for this receptor and associated members of the EGFR family (Pinkas-Kramarski et al., 1996). The interaction of specific ligands, Antagonistic agents and antibodies acted as the basis for the elaboration a diagnostic test that serves as a template for future clinical studies was developed and optimized (Le et al., 2000). With this objective in mind "Theranostic" are developed, both prognostic, as well has a predictive character and differentiation and improvement so far established HER2 / neu test methods.

3.2 Etablierung eines funktionellen HER2/neu-Rezeptortests3.2 Establishment of a functional HER2 / neu receptor test

Der Nachweis einer Rezeptor- bzw. Genamplifikation ist die Grundlage der konventionellen und etablierten HER2/neu-Testverfahren. Aus diesem Grund näherten wir uns zunächst diesem Ansatz mit einer funktionellen Ausrichtung experimentell an. Diese Untersuchungen dienten primär als Basis, eine Validierung der etablierten Verfahren, die an fixiertem Gewebe erfolgen, nun auf vitale Zellsysteme zu übertragen. The detection of a receptor or gene amplification is the basis of the conventional and established HER2 / neu test methods. For this reason we first approached this approach with a functional focus experimentally. These investigations served primarily as a basis, a validation of the established procedures that take place on fixed tissue, now on vital To transmit cell systems.

HRG bewirkt an HER2/neu eine agonistische Stimulierung, wie vorab durch entsprechende "Ligandenassays" beschrieben wurde (Graus-Porta et al., 1997). Im Kontext dieser Arbeit interessierte uns, ob sich dieser Effekt über ein funktionelles Ansprechen und über eine Veränderung in der Protonenabgabe der Tumorzelle nachweisen lässt. Daher wurde eine Dosiseskalation mit HRG zugrunde gelegt und eingehend untersucht. HRG effects an agonistic stimulation on HER2 / neu, as previously Corresponding "ligand assays" has been described (Graus-Porta et al., 1997). in the We were interested in the context of this work, whether this effect can be Respond and about a change in the proton delivery of the tumor cell can be demonstrated. Therefore a dose escalation with HRG was taken as a basis and examined in detail.

Es ließ sich zeigen, dass die Substanz eine entsprechend der Rezeptordichte konsistente Antwort liefert, die mit der Dosiseskalation einhergeht. Aufbauend auf Untersuchungen von Chan et al. 1995 wurden Stimulationsexperimente mit dem spezifischen Liganden HRG angesetzt, um eine Aussage über die HER2/neu- Rezeptordichte auf der Zellmembran zu treffen. Die Signalleitung, die durch Bindung dieses Liganden induziert wird, bezieht HER2/neu mit ein. Lewis et al. konnten 1996 zeigen, dass HER2/neu bei der HRG induzierten Antwort eine entscheidende Rolle spielt. In diesen Untersuchungen wurde belegt, dass HER2/neu bei der Auslösung einer proliferativen Antwort essentiell ist und diese nur stattfindet, wenn HER2/neu vorhanden ist. Für eine Reaktivität gegenüber HRG sind somit einerseits die Rezeptoren HER3 bzw. HER4 als direkte Interaktionspartner für HRG notwendig, als auch HER2/neu für eine effektive Signalleitung. Untersuchungen einer anderen Gruppe zeigten, dass HER2/neu für die anderen Mitglieder der EGFR-Familie den präferierten Rezeptor bei der ligandeninduzierten Heterodimerisierung darstellt (Graus-Porta et al., 1997). It could be shown that the substance corresponds to the receptor density provides a consistent answer that accompanies dose escalation. Based on Investigations by Chan et al. 1995 stimulation experiments with the specific ligand HRG to make a statement about HER2 / neu- To hit receptor density on the cell membrane. The signal line passing through Binding of this ligand is involved, includes HER2 / neu. Lewis et al. were able to show in 1996 that HER2 / neu induced a response in the HRG plays a crucial role. These studies have shown that HER2 / new is essential in triggering a proliferative response and only this takes place when HER2 / new is available. For a reactivity towards HRG are on the one hand, the receptors HER3 and HER4 as direct interaction partners for HRG necessary, as well as HER2 / new for an effective signal line. Research by another group showed that HER2 / new for the others Members of the EGFR family used the preferred receptor in the ligand-induced Represents heterodimerization (Graus-Porta et al., 1997).

In den durchgeführten Versuchen ließen sich die Ergebnisse von Chan et al. 1995 bestätigen. So reagierten alle Zelllinien mit einer Zunahme der metabolischen Aktivität auf eine HRG-Exposition, die einerseits mindestens einen der HRG- Rezeptoren (HER3, HER4) und andererseits eine Amplifikation des HER2/neu- Rezeptors aufwiesen (SK-BR-3, MDA-MB-453). Die Zelllinie, der die genannten HRG-Rezeptoren fehlten (SK-OV-3), als auch die, bei der keine HER2/neu- Amplifikation nachgewiesen werden konnte (MCF-7), ließen sich nicht oder kaum stimulieren (Chan et al., 1995; De Fazio et al., 2000). Quantitative Unterschiede bei einer erfolgten Stimulation konnten mit der relativen Menge an exprimierten HER2/neu-Rezeptoren in Verbindung gebracht werden. Hiervon ausgehend konnte der Einfluss der Testparameter auf die HRG-Stimulation untersucht und der Versuchsansatz optimiert werden. In dessen Folge konnte eine deutlichere Zunahme der Aktivierung erzielt werden, als dies 1995 von Chan et al. erreicht wurde. The results of Chan et al. 1995 to confirm. So all cell lines reacted with an increase in metabolic Activity on an HRG exposure that on the one hand contains at least one of the HRG Receptors (HER3, HER4) and on the other hand an amplification of HER2 / new Had receptor (SK-BR-3, MDA-MB-453). The cell line that named the HRG receptors were missing (SK-OV-3), as well as those in which no HER2 / new Amplification could be detected (MCF-7), could not or hardly stimulate (Chan et al., 1995; De Fazio et al., 2000). Quantitative differences in a stimulation could be made with the relative amount of expressed HER2 / neu receptors can be associated. Proceeding from this the influence of the test parameters on HRG stimulation is examined and the Experimental approach can be optimized. As a result, a clearer Increase in activation can be achieved when in 1995 by Chan et al. reached has been.

Die Ergebnisse belegen, dass der Testansatz eine Möglichkeit repräsentiert, eine Aussage bezüglich der EGF-Rezeptor Verteilung zu treffen, die zusätzlich Hinweise bezüglich der Menge an HER2/neu-Rezeptoren auf der Zellmembran der untersuchten Zellen berücksichtigt. The results show that the test approach represents one possibility, one To make a statement regarding the EGF receptor distribution, the additional clues regarding the amount of HER2 / neu receptors on the cell membrane examined cells considered.

Eine Erweiterung dieses Testansatzes sollte aufzeigen, ob an der durch HRG induzierten Signalleitung Tyrosinkinasen beteiligt sind. Durch eine Inhibierung mit Hilfe des Tyrosinkinase-Inhibitors Genistein konnte die ausgelöste Reaktion effektiv minimiert werden (Abb. 21). Dies belegt die dominante Funktion von Tyrosinkinasen an dem durch HRG induzierten Signalweg. Die Entwicklung spezifischer Tyrosinkinase-Inhibitoren könnte dazu führen, dass eine Weiterentwicklung dieses Testansatzes spezifischere Schlüsse zulässt. An extension of this test approach should show whether tyrosine kinases are involved in the signal line induced by HRG. An inhibition with the help of the tyrosine kinase inhibitor genistein effectively minimized the triggered reaction ( Fig. 21). This demonstrates the dominant function of tyrosine kinases on the signaling pathway induced by HRG. The development of specific tyrosine kinase inhibitors could lead to a further development of this test approach allowing more specific conclusions.

3.3 Nachweis spezifischer Interaktionen von Herceptin mit HER2/neu3.3 Evidence of specific interactions between Herceptin and HER2 / new

Eine weitere Fragestellung, der bei der Untersuchung des HER2/neu-Rezeptors nachgegangen wurde, war, ob sich mit dem beschriebenen Ansatz des funktionellen Rezeptortests auch spezifische Interaktionen des monoklonalen Antikörpers Herceptin nachweisen lassen. Another question that arises when examining the HER2 / neu receptor was investigated whether the described approach of the functional Receptor tests also specific interactions of the monoclonal antibody Have Herceptin proven.

Um solche Interaktionen von Herceptin mit dem HER2/neu-Rezeptor zu untersuchen, wurde der Einfluss von Herceptin in Wechselwirkung mit HRG untersucht. Es wurde beschrieben, dass Anti-HER2/neu-Antikörper die Stabilität von HER2/neu-HER3- wie auch HER2/neu-HER4-Heterodimeren beeinträchtigen und dadurch eine Ligandendissoziazion beschleunigen (Klapper et al., 1997). Diese Kompetition des monoklonalen Antikörpers Herceptin mit dem agonistischen Liganden HRG um eine Bindung von HER2/neu ist ein Mechanismus, der für die Wirkung von Herceptin verantwortlich gemacht wird (Baselga et al., 2001b). To prevent such interactions by Herceptin with the HER2 / neu receptor investigate the influence of Herceptin in interaction with HRG examined. Anti-HER2 / neu antibodies have been described to affect the stability of HER2 / neu-HER3- as well as HER2 / neu-HER4 heterodimers impair and thereby accelerating ligand dissociation (Klapper et al., 1997). This Competition of the monoclonal antibody Herceptin with the agonistic Ligand HRG to bind HER2 / neu is a mechanism for which Effect of Herceptin is blamed (Baselga et al., 2001b).

Die Erwartung, dass die HRG-induzierte Aktivierung durch Blockierung von HER2/neu mit dem Antikörper inhibiert wird, bestätigte sich bei der Zelllinie SK-BR- 3. So fällt die Stimulation mit HRG bei vorgelegter Exposition der Zellen mit Herceptin abhängig von der Konzentration des monoklonalen Antikörpers geringer aus, als in Kontrollexperimenten, die ohne Zugabe des Antikörpers erfolgten. Eine komplette Unterdrückung der Reaktion ließ sich nicht durch Herceptin bewirken (Abb. 18). Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass die Interaktion von HRG mit dem Rezeptor nicht alleine kompetitiv ist und so ein Anteil der Rezeptoren trotz Blockierung weiter an einer Signalleitung beteiligt ist. Eine andere Erklärung wäre, dass durch die HER2/neu-Blockade andere Rezeptoren wie der EGFR für die Heterodimerisierung hinzugezogen werden. The expectation that the HRG-induced activation is inhibited by blocking HER2 / neu with the antibody was confirmed in the cell line SK-BR-3. Thus, the stimulation with HRG decreases when the cells are exposed to Herceptin depending on the concentration of the monoclonal antibody less than in control experiments that were performed without adding the antibody. Herceptin was unable to completely suppress the reaction ( Fig. 18). This could be an indication that the interaction of HRG with the receptor is not competitive on its own and that a proportion of the receptors are still involved in a signal line despite blocking. Another explanation would be that the HER2 / neu blockade involves other receptors such as the EGFR for heterodimerization.

Graus-Porta et al. publizierten 1997 ein Modell, das aussagt, dass die HRG- Rezeptoren HER3 und HER4 bevorzugt mit HER2/neu interagieren, in Abwesenheit von HER2/neu jedoch auch mit EGFR. Nach diesem Modell ließe sich eine Reaktion, die trotz Blockierung des HER2/neu-Rezeptors abläuft, damit erklären, dass alternativ zur präferierten Dimerisierung der HRG-Rezeptoren mit HER2/neu auch eine Interaktion dieser Rezeptoren mit dem EGFR auftreten kann und dadurch ein Signal generiert werden kann, das in Form einer Stimulation des Metabolismus nachweisbar ist. Vergleichbare Untersuchungen wurden 1996 von Lewis et al. durchgeführt. Sie untersuchten den Einfluss von monoklonalen Anti-HER2/neu- Antikörpern auf die Tyrosinphosphorylierung von HER2/neu, die auf eine Exposition mit HRG erfolgte. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich diese Phosphorylierung durch eine Blockierung mit Hilfe des Antikörpers um ca. 50% reduzieren ließ. Graus-Porta et al. published a model in 1997 that states that the HRG HER3 and HER4 receptors prefer to interact with HER2 / neu, in the absence from HER2 / new but also with EGFR. According to this model, one could Reaction that occurs despite blocking the HER2 / neu receptor, thus explaining that alternatively to the preferred dimerization of the HRG receptors with HER2 / new an interaction of these receptors with the EGFR can occur and thereby A signal can be generated in the form of a stimulation of the metabolism is detectable. Comparable studies were carried out in 1996 by Lewis et al. carried out. They examined the influence of monoclonal anti-HER2 / new Antibodies to tyrosine phosphorylation by HER2 / neu that are associated with exposure with HRG. It was shown that this phosphorylation by blocking with the help of the antibody by about 50%.

Versuche zur Herceptin-Inhibierung der HRG-Stimulation an der Zelllinie MDA-MB- 453 bewiesen sich als wenig aussagekräftig. Die in Abschnitt 2.1.1.2 erreichte Stimulation ließ sich für diese Versuche nicht reproduzieren. Eine Inhibierung ließ sich nicht nachweisen. Bei der Interpretation der Ergebnisse für die Zelllinie MDA- MB-453 ist zu berücksichtigen, dass die Reaktion in einem Messbereich liegt, in dem der Messfehler im Verhältnis zur Reaktion relativ groß ist. So lassen sich Differenzen der erhaltenen Messkurven nur annähernd quantifizieren (Abb. 20). Attempts to Herceptin inhibition of HRG stimulation on the MDA-MB-453 cell line proved to be of little value. The stimulation achieved in section 2.1.1.2 could not be reproduced for these experiments. There was no evidence of inhibition. When interpreting the results for the MDA-MB-453 cell line, it must be taken into account that the reaction lies in a measuring range in which the measurement error is relatively large in relation to the reaction. Differences in the measurement curves obtained can only be approximated ( Fig. 20).

Die weiteren in dieser Arbeit untersuchten Zelllinien zeigten keine oder eine kaum nachweisbare Reaktion auf HRG. Die Untersuchung der Herceptin-Interaktion bei diesen Zelllinien bestätigte die Erkenntnis, dass diese Zellen gegenüber HRG nicht reaktiv sind. Eine Veränderung dieses Reaktionsprofils durch Blockierung des HER2/neu-Rezeptors durch Herceptin konnte nicht festgestellt werden (Daten nicht dargestellt). The other cell lines examined in this work showed little or no evidence detectable response to HRG. The study of Herceptin interaction These cell lines confirmed the finding that these cells were not compared to HRG are reactive. A change in this reaction profile by blocking the Herceptin's HER2 / neu receptor could not be determined (data not ) Shown.

Weitere Einsicht in die Zusammenhänge der Rezeptorinteraktionen und ihrer Wirkung auf die Kinetik einer Reaktion auf HRG könnten in weiteren Versuchen gewonnen werden, indem andere Rezeptoren der EGF-Familie durch Antikörper blockiert werden. So wäre zu erwarten, dass eine Blockierung des EGFR in Kombination mit der durchgeführten Blockierung des HER2/neu-Rezeptors zu einer vollständigen Unterdrückung der HRG induzierten Reaktion führt. Further insight into the relationships between receptor interactions and their Effects on the kinetics of a response to HRG could be seen in further experiments are obtained by other receptors of the EGF family through antibodies be blocked. It would be expected that the EGFR would be blocked in Combination with the blocking of the HER2 / neu receptor into one leads to complete suppression of the HRG-induced response.

3.4 Untersuchungen zur Kombination von Herceptin mit Zytostatika3.4 Studies on the combination of Herceptin with cytostatics

Eine Validierung der Ergebnisse für die untersuchten Zelllinien erfolgte durch Chemosensibilitätsmessungen. Grundlage dieser mikrophysiometrischen Analyse ist das diagnostische Testverfahren ChemoSelect der Firma CELLCONTROL AG. Bei diesem Verfahren können Tumorzellen mit verschiedenen Zytostatika in Kontakt gebracht werden. Eine Messung des Zellmetabolismus gibt Aufschluss über eine Wirkung der getesteten Substanzen. Für dieses diagnostische Testverfahren wurde bereits eine gute in-vitro/in-vivo-Korrelation belegt (Metzger et al., 2001). The results for the examined cell lines were validated by Chemosensitivity measurements. Basis of this microphysiometric analysis is the diagnostic test procedure ChemoSelect from CELLCONTROL AG. This procedure allows tumor cells to come into contact with various cytostatics to be brought. A measurement of the cell metabolism provides information about one Effect of the substances tested. For this diagnostic test procedure a good in vitro / in vivo correlation has already been demonstrated (Metzger et al., 2001).

Während Herceptin zunächst als Monotherapie verabreicht wurde, wird es heute in Kombination mit Zytostatika gegeben. Um eine Validierung der oben erhaltenen Testergebnisse möglichst anwendungsbezogen zu gestalten, wurde die Frage nach einem Ansprechen auf Herceptin untersucht. Additive oder synergistische Effekte von Herceptin mit diesen Zytostatika sollten untersucht werden. Dazu wurden Zytostatika untersucht, bei denen solche Interaktionen belegt wurden (Baselga et al., 1998; Pegram et al., 1999a; Baselga et al., 2001, Nabholtz et al., 2001). While Herceptin was initially administered as a monotherapy, it is used today Combined with cytostatics. To validate the above The question was to design test results as application-related as possible a response to Herceptin. Additive or synergistic effects Herceptin with these cytostatics should be investigated. To do this Cytostatics were investigated in which such interactions have been demonstrated (Baselga et al., 1998; Pegram et al., 1999a; Baselga et al., 2001, Nabholtz et al., 2001).

Durch das Verfahren der Chemosensibilitätsmessung kann zusätzlich zu der Aussage über ein Ansprechen auf Herceptin eine Angabe der optimalen Kombination aus Zytostatikum und Herceptin erfolgen. In diesem Punkt bietet ein funktionelles Testverfahren eine signifikante Verbesserung zu den etablierten HER2/neu-Tests, die der in der Klinik auftretenden Problematik der Therapiewahl begegnet. The method of chemosensitivity measurement can add to that Statement about a response to Herceptin an indication of the optimal Combination of cytostatic and Herceptin take place. On this point one offers functional test procedure a significant improvement over the established ones HER2 / neu tests, which in the clinic problems of the choice of therapy encountered.

Chemosensibilitätsuntersuchungen belegten, dass sich bei den Zelllinien SK-BR-3 und MDA-MB-453 eine zusätzliche Wirkung von Herceptin in Kombination mit einigen der untersuchten Zytostatika ergab. Ein therapeutischer Effekt konnte somit bei diesen Zelllinien aufgezeigt werden. Dieser therapeutische "Benefit" ist in diesen Fällen positiv mit dem Nachweis einer Reaktivität gegenüber HRG korreliert und bestätigt die Hypothese, dass bei einer erfolgten Stimulation durch HRG ein Ansprechen auf Herceptin zu erwarten ist. Diese Ergebnisse stehen somit in Einklang mit der Annahme einer HER2/neu-Überexpression als notwendigem, aber nicht ausreichendem Kriterium für ein Ansprechen auf Herceptin. Chemosensitivity studies showed that the SK-BR-3 and MDA-MB-453 an additional effect of Herceptin in combination with revealed some of the cytostatics examined. A therapeutic effect could thus with these cell lines. This therapeutic "benefit" is in these Cases correlated positively with evidence of reactivity to HRG and confirms the hypothesis that if stimulation by HRG occurs Response to Herceptin is expected. These results are therefore in Consistent with the assumption of HER2 / neu overexpression as necessary, however insufficient criteria for a response to Herceptin.

Bei den Zelllinien, die sich nicht durch HRG stimulieren ließen (MCF-7, SK-OV-3), konnte kein therapeutischer Nutzen der Kombinationen von Zytostatika mit Herceptin nachgewiesen werden. Dennoch lies sich für einige Zytostatika eine Wirkung feststellen, die aber nicht oder nur minimal durch Herceptin verstärkt werden konnte. Ein Ansprechen auf Herceptin konnte also bei diesen Zellen nicht beobachtet werden. Auch in diesen Fällen ist die HRG-Reaktivität positiv mit einem Ansprechen auf Herceptin korreliert. For the cell lines that could not be stimulated by HRG (MCF-7, SK-OV-3), could not have any therapeutic benefit with the combinations of cytostatics Herceptin can be detected. Nevertheless, one could be found for some cytostatics Determine effect, which is not or only minimally enhanced by Herceptin could be. A response to Herceptin was therefore not possible with these cells to be watched. In these cases too, the HRG reactivity is positive with a Response to Herceptin correlated.

Die Zelllinie MCF-7 weist einen EGF-Rezeptor-Zusammenstellung auf, der bereits bei den etablierten HER2/neu-Testmethoden kein Ansprechen erwarten lässt. Eine Überexpression des HER2/neu-Rezeptors kann nicht gefunden werden und somit würden Zellen dieses Typs auch mit den etablierten HER2/neu-Testverfahren als "Non-Responder" klassifiziert (Chan et al., 1994). Die Zelllinie SK-OV-3 zeigt hingegen deutlich amplifizierte Werte bezüglich diese Rezeptors. Für diese Zellen ließ sich jedoch kein therapeutischer Nutzen von Herceptin nachweisen, obwohl diese Zellen nach den Kriterien der FDA für eine Therapie in Frage kommen. Somit scheinen diese Zellen einen Fall darzustellen, in dem mit etablierten Methoden aufgrund eines positiven HER2/neu-Tests fälschlicherweise auf ein Ansprechen auf Herceptin geschlossen würde. Dieser Fall ist repräsentativ für 75-90% der HER2/neu positiv getesteten Patientinnen, die nicht auf eine Behandlung mit Herceptin ansprechen (Baselga et al., 1996). The MCF-7 cell line has an EGF receptor assembly that already no response can be expected with the established HER2 / neu test methods. A Overexpression of the HER2 / neu receptor cannot be found and therefore cells of this type would also use the established HER2 / neu test methods "Non-responders" classified (Chan et al., 1994). The cell line SK-OV-3 shows however, significantly amplified values with regard to this receptor. For these cells however, no therapeutic benefit of Herceptin has been demonstrated, though these cells are eligible for therapy according to the FDA criteria. Consequently these cells seem to represent a case in which using established methods incorrectly responded to because of a positive HER2 / neu test Herceptin would shut down. This case is representative of 75-90% of the HER2 / newly positive tested patients who are not on treatment with Address Herceptin (Baselga et al., 1996).

Die erhaltenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die untersuchte Reaktivität gegenüber HRG eine Korrelation mit dem Ansprechen auf Herceptin aufweist. Dieser Schluss ist zu ziehen, da in den untersuchten Tumorzellmodellen aufgezeigt werden konnte, dass eine Wirkung von Herceptin nur bei Zellen zu beobachten war, die über eine HER2/neu-Amplifikation und zusätzlich über eine gewisse Menge an HER3 bzw. HER4 auf der Zellmembran verfügten. Die Ergebnisse der Chemosensibilitätsmessungen belegen eine prognostische Relevanz, die im Vergleich zu den etablierten HER2/neu-Testmethoden eine deutlich verbesserte Vorhersage ("predictive value") ermöglichen. The results obtained indicate that the reactivity investigated has a correlation with HRG with the response to Herceptin. This conclusion has to be drawn, as shown in the examined tumor cell models that Herceptin was only effective in cells via HER2 / neu amplification and additionally over a certain amount HER3 and HER4 on the cell membrane. The results of the Chemosensitivity measurements prove a prognostic relevance, which A significantly improved comparison to the established HER2 / neu test methods Enable predictive value.

3.5 Ausblick3.5 Outlook

Zahlreiche Bestrebungen werden unternommen, um Kriterien festlegen zu können, nach denen man Tumorpatienten eine optimale Therapie garantieren kann. Der Großteil der Forschung befasst sich mit der molekularbiologischen Erfassung von Tumormarkern auf genetischer Ebene. So erhofft man sich, durch ein standardisiertes "Screening" von mehreren Tausend Genen ein genetisches Profil zu definieren, das charakteristisch für die Chemosensibilität gegenüber bestimmten Substanzen ist (Staunton et al., 2001). Für solche Ansätze gibt es jedoch zum heutigen Zeitpunkt noch keine ausreichenden klinischen Daten. Um eine endgültige Aussage bezüglich des prädiktiven Wertes solcher Verfahren machen zu können, müssen diese Daten erhoben werden. Numerous efforts are being made to determine criteria according to which tumor patients can be guaranteed optimal therapy. The Much of the research is concerned with the molecular biological detection of Tumor markers at the genetic level. So one hopes through one standardized "screening" of several thousand genes a genetic profile to define that characteristic of chemosensitivity to certain Substances is (Staunton et al., 2001). For such approaches, however, there is insufficient clinical data at this time. To a final one To be able to make a statement regarding the predictive value of such procedures, this data must be collected.

Einen ganz anderen Ansatz bieten funktionelle "Assays". Im Gegensatz zu molekularbiologischen Anwendungen befassen sich diese Techniken mit Effekten, die durch funktionsfähige Zellen in einem physiologischen Umfeld wiedergegeben werden. So bieten Proliferationsmodelle einen Ansatz, der funktionelle Effekte anhand der Proliferationsrate von Tumorzellen misst. Ebenso können Tiermodelle eine gewisse Aussage über ein Ansprechen von transplantierten Zellen geben. Beide Verfahren sind jedoch aufwendig und von langer Messdauer (Tage bis Wochen), bis eine Aussage gemacht werden kann. Diese Zeit bedingt sich schon durch die hierfür notwendigen Phasen der Zellkultur. Functional "assays" offer a completely different approach. In contrast to molecular biological applications these techniques deal with effects, which are reproduced by functional cells in a physiological environment become. So proliferation models offer an approach that has functional effects based on the proliferation rate of tumor cells. Animal models can also be used make a certain statement about the response of transplanted cells. However, both methods are complex and have a long measurement duration (days to Weeks) until a statement can be made. This time is conditional through the necessary phases of cell culture.

Der in dieser Arbeit untersuchte funktionelle Testansatz bietet ideale Voraussetzungen, ein konkurrenzfähiges und auf die Bedürfnisse des Marktes ausgerichtetes Produkt zu entwickeln. Der Test bietet im Vergleich zu alternativen Verfahren folgende Vorteile:

  • 1. Bezüglich der hier untersuchten Zelllinien kann prognostische Relevanz erreicht werden, die deutlich bessere Ergebnisse erzielt, als dies mit den etablierten HER2/neu-Testverfahren möglich ist.
  • 2. Da der Test im Optimalfall innerhalb von 24 Stunden nach Entnahme der Biopsie abgeschlossen ist, kann die Therapie bereits sehr bald begonnen werden.
  • 3. Eine Veränderung von Tumorzellen vor der Testung (z. B. auftretende Resistenzen), wie sich bei Testverfahren mit notwendiger Zellkulturphase vorkommen kann, stellt für dieses Verfahren kein Problem dar.
  • 4. Da der funktionelle Rezeptortest Effekte an lebenden Zellen misst, die der in- vivo Situation nahe kommen, werden besonders Faktoren berücksichtigt, die an der in-vivo-Reaktion beteiligt sind.
The functional test approach examined in this work offers ideal conditions for developing a competitive product that is tailored to the needs of the market. The test offers the following advantages over alternative methods:
  • 1. With regard to the cell lines examined here, prognostic relevance can be achieved, which achieves significantly better results than is possible with the established HER2 / neu test methods.
  • 2. Since the test is optimally completed within 24 hours after the biopsy is taken, the therapy can be started very soon.
  • 3. A change in tumor cells prior to testing (eg resistance that occurs), as can occur in test methods with a necessary cell culture phase, is not a problem for this method.
  • 4. Since the functional receptor test measures effects on living cells that come close to the in vivo situation, special attention is paid to factors that are involved in the in vivo reaction.

Um letztlich die erhaltenen Testergebnisse anhand klinischer Daten validieren zu können, müssen analoge Untersuchung an Zellen erfolgen, die unmittelbar aus Tumorgewebe stammen. Dem Nachteil eines eventuell zusätzlichen operativen Eingriffs steht für den Patienten eine hohe Sicherheit bei der Wahl einer optimalen Therapie gegenüber. Um die an Zelllinien gewonnenen Erkenntnisse auf Biopsien abzustimmen, können bereits erarbeitete Parameter des Tests auf diese Bedürfnisse angepasst werden. To ultimately validate the test results obtained based on clinical data can, analogous examination must be carried out on cells that come out immediately Tumor tissue originate. The disadvantage of a possibly additional operational Intervention stands for the patient a high security when choosing an optimal one Therapy versus. To the knowledge gained on cell lines on biopsies The parameters of the test that have already been worked out can be coordinated with them Needs to be adjusted.

Ein entscheidender Arbeitsschritt, der bei der Untersuchung von Gewebezellen im Vergleich zu Versuchen an Zelllinien hinzukommt, ist die Gewebeaufarbeitung. Dieser Arbeitsschritt wird durch den Verdau mit Enzymen dominiert und kann unter Umständen unspezifische Effekte an den extrazellulären Rezeptordomänen bewirken. Es gibt jedoch bereits Erfahrungen mit vom Standardaufarbeitungsprotokoll abweichenden Dissoziationsmethoden. Eine geeignete Aufarbeitungsmethode könnte beispielsweise mit milden Enzymkombinationen oder sanften mechanischen Verfahren durchgeführt werden. Probleme bei der Bereitstellung von Tumorzellen sind hingegen nicht zu erwarten. Erfahrungen der Firma CELLCONTROL AG im Bereich der Logistik und der Betreuung klinischer Studien im Rahmen der Entwicklung des ChemoSelect-Tests, werden nützlich sein, um einen reibungslosen Ablauf der Beschaffung von Tumorzellen zu gewährleisten. A crucial step in the examination of tissue cells in the Compared to experiments on cell lines, there is tissue processing. This step is dominated by digestion with enzymes and can take Possibly non-specific effects on the extracellular receptor domains cause. However, there is already experience with the Dissociation methods deviating from the standard processing protocol. A A suitable processing method could be, for example, a mild one Enzyme combinations or gentle mechanical procedures can be performed. However, problems with the provision of tumor cells are not expected. Experience of the company CELLCONTROL AG in the area of logistics and Supervision of clinical studies as part of the development of the ChemoSelect test, will be useful to ensure a smooth procurement process To ensure tumor cells.

Eine wichtige Substanzklasse, für die in klinischen Studien zusätzliche Effekte in Kombination mit Herceptin beschrieben wurden, sind die Taxane (Slamon et al., 2001). Anfängliche Chemosensibilitätsuntersuchungen dieser Substanzen zeigten, dass diese Messungen keinen Schluss auf eine Wirkung zulassen. Dies ist damit zu erklären, dass diese Substanzen nicht wasserlöslich sind und daher in den entsprechenden Negativkontrollversuchen Lösungsmittel zugegeben werden müssen. Diese Lösungsmittel zeigten eine starke Toxizität gegenüber den untersuchten Zelllinien. Als Folge dieser unspezifischen Lösungsmitteleffekte wurde die metabolische Aktivität der Zellen bereits durch das Lösungsmittel so stark reduziert, dass eine Ableitung einer Wirkung des untersuchten Zytostatikums in diesen Fällen nicht möglich war (Abb. 22, 23). Daher musste auf Untersuchungen mit diesen Zytostatika verzichtet werden. An important class of substances for which additional effects in combination with Herceptin have been described in clinical studies are taxanes (Slamon et al., 2001). Initial chemosensitivity studies of these substances showed that these measurements do not allow any conclusions to be drawn about an effect. This can be explained by the fact that these substances are not water-soluble and therefore solvents have to be added in the corresponding negative control tests. These solvents showed strong toxicity to the cell lines examined. As a result of these non-specific solvent effects, the metabolic activity of the cells was already reduced so much by the solvent that it was not possible to derive an effect of the investigated cytostatic in these cases ( Fig. 22, 23). Therefore, studies with these cytostatics had to be avoided.

Für Untersuchungen der Chemosensibilität wurden Zytostatika entsprechend ihrer "Peak Plasma"-Konzentration verwendet. Diese Konzentration soll der Situation im Körper bei Therapie nahe kommen. Ein Ansatz, um dem Problem der Toxizität von Lösungsmitteln zu begegnen, wäre, diese in entsprechend geringer Konzentration zu verwenden. Eine Versuchsreihe könnte Aufschluss darüber geben, ob bei einer entsprechend gering gewählten Konzentration der Zytostatika diese unspezifischen Effekte zu minimieren sind. For investigations of chemosensitivity, cytostatics were used according to their "Peak plasma" concentration used. This concentration is to the situation in Get close to the body during therapy. One approach to the problem of toxicity To encounter solvents would be in a correspondingly low concentration to use. A series of tests could provide information as to whether a the unspecific concentration of the cytostatics chosen accordingly low Effects are to be minimized.

Eine Erweiterung des durchgeführten Testverfahrens ist mit anderen Liganden für die EGFR-Familie vorstellbar, welche ebenfalls HER2/neu bei der Signalleitung mit einbeziehen. So könnte beispielsweise das Reaktionsprofil von EGF oder anderen HRG-Isoformen untersucht werden. Auf diese Weise kann möglicherweise der prognostische Wert der Aussage einer erfolgenden Stimulation durch eine andere Substanz oder gar einen "Cocktail" verschiedener Substanzen weiter verbessert werden. An extension of the test procedure is with other ligands for the EGFR family imaginable, which also HER2 / new with the signal line include. For example, the reaction profile of EGF or others HRG isoforms are examined. In this way, the prognostic value of the statement of a stimulation by another Substance or even a "cocktail" of various substances further improved become.

Eine Anwendung dieses Testansatzes ließe sich auf Untersuchungen von Tumoren anderer Organe erweitern. Voraussetzung für einen solchen Ansatz sind weitere klinische Daten bezüglich des Ansprechens auf Herceptin. An application of this test approach could be used to study tumors other organs. There are more prerequisites for such an approach clinical data on Herceptin response.

Von Interesse werden zukünftig weitere zelluläre "Targets" des Tumors sein, die über vergleichbare Signalübertragungswege koppeln, wie dies EGF-Rezeptoren tun. Bereits heute befinden sich Substanzen in der frühen klinischen Validierung, die eine spezifische Blockade der intrazellulären Signal-Effektor-Kaskade hervorrufen. Diese Wirkstoffe sind der Beginn einer spezifischen und auf die Zukunft gerichteten Therapie, deren Wirksamkeit durch moderne, funktionelle diagnostische Testverfahren bestätigt wird, um ein individuelles Ansprechen zu gewährleisten. Der dieser Arbeit zugrunde liegende Test hat hierfür erste Voraussetzungen geschaffen, die Anwendung in klinischen Studien zu überprüfen und zu bestätigen. Further cellular "targets" of the tumor will be of interest in the future: couple via comparable signal transmission paths, as is the case with EGF receptors to do. Substances are already in early clinical validation today cause a specific blockage of the intracellular signal-effector cascade. These active ingredients are the beginning of a specific and future-oriented Therapy, the effectiveness of which is based on modern, functional diagnostic Test procedure is confirmed to ensure an individual response. The The test on which this work is based has created the first prerequisites for this, review and confirm use in clinical trials.

4 Zusammenfassung4 Summary

Die "Epidermal Growth Factor" Rezeptoren (EGFR) stellen potenzielle "Targets" für die Tumortherapie dar. HER2/neu ist ein Mitglied dieser Rezeptorfamilie und wird bei Brustkrebs als prognostischer Marker eingesetzt. Gegen diesen Rezeptor wurde ein humanisierter, monoklonaler Antikörper (Trastuzumab, Herceptin) entwickelt, der den ersten für klinische Anwendungen in der Tumortherapie zugelassenen Antikörper darstellt und eine spezifische Inhibierung der Tumorzelle auslöst. Dieser kommt bei Brustkrebspatientinnen zur Anwendung, die eine hohe HER2/neu-Dichte aufweisen (bei ca. 25%). Obwohl Herceptin nur nach diagnostischer Bestätigung bei HER2/neu positiven Patienten verabreicht wird, sprechen dennoch weniger als 30% der Patientinnen auf eine Therapie mit dem Antikörper an. Daher wird Herceptin in Verbindung mit bestimmten Zytostatika als Kombinationstherapie verabreicht, um ein verbessertes Ansprechen zu bewirken. Dennoch profitieren viele HER2/neu-positive Patientinnen nicht von der eigentlichen Immuntherapie. Daher besteht die Notwendigkeit eines Testverfahrens. Ein funktioneller Herceptin- Test könnte dieses Problem lösen und "Therapieresponder" identifizieren. Zusätzlich könnte solch ein Test auch die synergistischen Substanzpartner einer Kombinationstherapie identifizieren. The "Epidermal Growth Factor" receptors (EGFR) represent potential "targets" for is tumor therapy. HER2 / neu is a member of this receptor family and will used as a prognostic marker in breast cancer. Against this receptor develops a humanized, monoclonal antibody (trastuzumab, Herceptin), the first approved for clinical applications in tumor therapy Represents antibodies and triggers a specific inhibition of the tumor cell. This is used in breast cancer patients who have a high HER2 / neu density exhibit (at about 25%). Although Herceptin only after diagnostic confirmation administered to HER2 / new positive patients still speak less than 30% of patients responded to therapy with the antibody. Therefore Herceptin in combination with certain cytostatics as a combination therapy administered to improve response. Still benefit many HER2 / new-positive patients fail from the actual immunotherapy. Therefore, there is a need for a test procedure. A functional Herceptin Test could solve this problem and identify "therapy responders". In addition, such a test could also be the synergistic substance partner of one Identify combination therapy.

Im ersten Teil dieser Arbeit wurde solch ein funktionelles Testverfahren etabliert. Dieser Test kann die Aktivierung des HER2/neu-Rezeptors durch den Liganden Heregulin und die selektive und antagonistische Wirkung von Herceptin auf diese Aktivierung nachweisen. Hierfür wurden verschiedene Zelllinien der Brust und des Ovars verwendet, die unterschiedliche Charakteristika besaßen. Es ließ sich zeigen, dass die Aktivierung mit der Rezeptordichte zunahm und differenzielle in-vitro- "Responseraten" bei den unterschiedlichen Zelltypen erzielt wurden. In der Rangfolge SK-BR-3 >> MDA-MB-453 >> MCF7 nahm die Wirkung mit dem Liganden analog zur Rezeptordichte ab. Allen Zelltypen war die Expression von zusätzlich HER3-Rezeptoren gemeinsam. Zudem konnte bewiesen werden, dass die Anwesenheit eines "Vermittlermoleküls", das einen weiteren spezifischen Rezeptorsubtyp darstellt, die Voraussetzung für eine funktionellen Antwort ist. SK- OV-3 zeigt unter Abwesenheit von HER3 eine vergleichbar hohe Rezeptordichte wie SK-BR-3. Eine stimulatorische Antwort konnte mit Heregulin nicht bewiesen werden, da das Fehlen von HER3 als Kofaktor kein funktionelles Ansprechen in diesem Zelltyp zuließ. In der Kombination Heregulin und Herceptin konnte zudem die inhibitorische Wirkung des Herceptins belegt werden. Herceptin zeigt auch an funktionell entkoppelten SK-OV-3 Zellen keine Wirkung. In the first part of this work, such a functional test procedure was established. This test can activate the HER2 / neu receptor through the ligand Heregulin and the selective and antagonistic effects of Herceptin on it Prove activation. For this, different cell lines of the breast and the Ovars used, which had different characteristics. It was shown that activation increased with receptor density and differential in vitro "Response rates" were achieved for the different cell types. In the Ranking SK-BR-3 >> MDA-MB-453 >> MCF7 took effect with the ligand analogous to the receptor density. Expression of all was of all cell types HER3 receptors in common. It was also proven that the Presence of a "mediator molecule" which is another specific Receptor subtype is the prerequisite for a functional response. SK In the absence of HER3, OV-3 shows a similarly high receptor density as SK-BR-third A stimulatory response could not be proven with Heregulin, since the lack of HER3 as a cofactor has no functional response in this Permitted cell type In the combination Heregulin and Herceptin the inhibitory effects of Herceptin can be demonstrated. Herceptin also indicates functionally decoupled SK-OV-3 cells have no effect.

Der Synergismus im Sinne einer selektiven Inhibierung der Tumorzellen wurde aus einer Kombinationstherapie aus Herceptin und fünf verschiedenen Zytostatika auf prädiktive Wertigkeit untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass nur die aktivierbaren Zelllinien (s. o.) ein selektives Ansprechen auf die additive Gabe von Herceptin und Zytostatika zuließen, während die SK-OV-3 Zelllinien keine Koeffekte aufwiesen. Weiterhin konnte bewiesen werden, dass individuelle Unterschiede bei den Zelllinien zu unterschiedlich stark ausgeprägter Koinhibierung führten. Es konnte neben der Wirksamkeit des Herceptins zusätzlich das Ansprechen der Zytostatika, im Sinne einer nachweisbaren Sensibilität bzw. Resistenz gezeigt werden. The synergism in the sense of selective inhibition of the tumor cells was eliminated a combination therapy of Herceptin and five different cytostatics predictive value examined. It could be shown that only the activatable cell lines (see above) a selective response to the additive administration of Herceptin and cytostatics were admitted, while the SK-OV-3 cell lines had no effects exhibited. Furthermore it could be proven that individual differences in the cell lines led to different degrees of co-inhibition. It was able to respond to the effectiveness of Herceptin Cytostatics, shown in the sense of demonstrable sensitivity or resistance become.

Diese Erkenntnisse bestätigen, dass dieses Testsystem in Zukunft, für die Ermittlung der Patientenpopulation positioniert werden könnte, um "Herceptin- Responder" von "Non-Responder" vor einer anstehenden Therapie funktionell und schnell differenzieren zu können. Gleichzeitig lässt diese Testsystem eine genaue Bestimmung der synergistischen und antagonistischen Zytostatika an den Tumorbiopsien des Patienten zu. These findings confirm that this test system in the future, for which Determination of the patient population could be positioned to "Herceptin Responder "of" non-responder "before an upcoming therapy functional and to be able to differentiate quickly. At the same time, this test system leaves an accurate Determination of the synergistic and antagonistic cytostatics on the Tumor biopsies of the patient.

Diese Arbeit bildet die Grundlage für ein "theranostisches" Verfahren, mit dem man in Zukunft die Behandlung mit Herceptin erstmals gezielt auf Patienten fokussieren kann, die auf das Medikament ansprechen. Dies würde zu einer deutlichen Verminderung von Nebenwirkungen und Kosten einer Therapie führen. Fortgeführte Arbeiten mit Biopsien von Patienten und klinische Studien müssen nun die Qualität dieses Systems ermitteln. 5 Literaturverzeichnis Alroy, I., Yarden, Y. The erbB signalling network in embryogenesis and oncogenesis: Signal diversification through combinatorial ligand-receptor interactions. FEBS Lett 410: 83-86 (1997);
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Abbildung: Abbildung
ATP: Adenosin 5'-Triphosphat
BSS: Balanced salt solution
CaCl2: Kalziumchlorid
CDR: Complementary determining region
CHO: Chinese hamster ovary
CM: Cytosensor-Mikrophysiometer
Da: Dalton
DMSO: Dimethyl sulfoxid
ECD: Extracellular domain
EDTA: Ethylendiamin-tetraseeigsäure Dinatriumsalz Dihydrat
EGF: Epidermal growth factor
EGFR: Epidermal growth factor receptor
EGTA: Ethylenglykol-bis-(2-aminoethyl)-tetraessigsäure
ER: Estrogen receptor
EtOH: Ethanol
FDA: Food and Drug Administration
FISH: Fluorescence in situ hybridisation
HER2/neu: Human epidermal growth factor receptor 2
HER3: Human epidermal growth factor receptor 3
HER4: Human epidermal growth factor receptor 4
HRG: Heregulin
HSA: Human Serum Albumin
Ig: Immunglobulin
IgG1: Immunglobulin G1
IHC: Immunhistochemie
KCl: Kaliumchlorid
LAPS: Light addressable potentiometric sensor
M: Molar
MgCl2: Magnesiumchlorid
ml: Milliliter
mM: Millimolar
mRNA: Messenger RNA
Na2HPO4: Dinatriumhydrogenphosphat
NaCl: Natriumchlorid
NaH2PO4: Natriumdihydrogenphosphat
NaHCO3: Natriumpyruvat
NaOH: Natriumhydroxid
NDF: Neu differentiation factor
ng: Nanogramm
NRG: Neuregulin
PBS: Phosphate buffered saline
PBS: Phosphate buffered saline solution
PCR: Polymerase Chain Reaktion
RTK I: Rezeptor Tyrosin Kinase der Klasse I
RTK: Rezeptor Tyrosin Kinase
s: Sekunde
Tab: Tabelle
Tris: Tris-(hydoxymethyl)-aminomethan
µg: Mikrogramm
µV:
This work forms the basis for a "theranostic" procedure with which in the future treatment with Herceptin can for the first time be focused specifically on patients who respond to the drug. This would lead to a significant reduction in side effects and costs of therapy. Continued work with patient biopsies and clinical trials must now determine the quality of this system. 5 Bibliography Alroy, I., Yarden, Y. The erbB signaling network in embryogenesis and oncogenesis: Signal diversification through combinatorial ligand-receptor interactions. FEBS Lett 410: 83-86 (1997);
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Illustration illustration
ATP: adenosine 5'-triphosphate
BSS: Balanced salt solution
CaCl 2 : calcium chloride
CDR: Complementary determining region
CHO: Chinese hamster ovary
CM: Cytosensor microphysiometer
There: Dalton
DMSO: dimethyl sulfoxide
ECD: Extracellular domain
EDTA: ethylenediaminetetracetic acid disodium salt dihydrate
EGF: Epidermal growth factor
EGFR: Epidermal growth factor receptor
EGTA: ethylene glycol bis (2-aminoethyl) tetraacetic acid
ER: estrogen receptor
EtOH: ethanol
FDA: Food and Drug Administration
FISH: Fluorescence in situ hybridization
HER2 / new: Human epidermal growth factor receptor 2
HER3: Human epidermal growth factor receptor 3
HER4: Human epidermal growth factor receptor 4
HRG: Heregulin
HSA: Human Serum Albumin
Ig: immunoglobulin
IgG1: immunoglobulin G1
IHC: Immunohistochemistry
KCl: potassium chloride
LAPS: Light addressable potentiometric sensor
M: Molar
MgCl 2 : magnesium chloride
ml: milliliters
mM: millimolar
mRNA: messenger RNA
Na 2 HPO 4 : disodium hydrogen phosphate
NaCl: sodium chloride
NaH 2 PO 4 : sodium dihydrogen phosphate
NaHCO 3 : sodium pyruvate
NaOH: sodium hydroxide
NDF: New differentiation factor
ng: nanogram
NRG: Neuregulin
PBS: Phosphate buffered saline
PBS: Phosphate buffered saline solution
PCR: polymerase chain reaction
RTK I: Class I receptor tyrosine kinase
RTK: receptor tyrosine kinase
s: second
Tab: table
Tris: tris (hydoxymethyl) aminomethane
µg: microgram
uV:

Claims (38)

1. Verfahren zur Prädiktion oder Prognose der Wirksamkeit einer Tumorbehandlung umfassend a) Inkontaktbringen einer Probe, die lebende Zellen mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGF-Rezeptorfamilie aufweist mit a) einem Interaktionspartner, wobei der Interaktionspartner das durch den natürlichen Liganden vermittelte Signal des Rezeptors moduliert; und b) einem mehreren Therapeutika unter Bedingungen, die eine Interaktion der lebenden Zellen mit dem Interaktionspartner und dem einen oder mehreren Therapeutika erlauben; und b) Messung des über das Mitglied der EGF-Rezeptorfamilie vermittelten Signals, wobei die Modulation dieses Signals die Wirksamkeit der Tumorbehandlung prädiziert oder prognostiziert. 1. Comprehensive methods for predicting or predicting the effectiveness of tumor treatment a) contacting a sample that has living cells with abnormal activity of a member of the EGF receptor family a) an interaction partner, the interaction partner modulating the signal of the receptor mediated by the natural ligand; and b) one of several therapeutic agents under conditions that allow the living cells to interact with the interaction partner and the one or more therapeutic agents; and b) Measurement of the signal mediated by the member of the EGF receptor family, the modulation of this signal predicting or predicting the effectiveness of the tumor treatment. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Modulation des Rezeptor-vermittelten Signals in einer lebenden Zelle mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGF-Rezeptorfamilie mit der Modulation des entsprechenden und unter den gleichen Verfahrensbedingungen herbeigeführten Signals in einer lebenden Zelle mit normaler Aktivität des Mitglieds der EGF-Rezeptorfamilie verglichen wird und die Wirksamkeit der Tumorbehandlung durch den Unterschied in der Modulation prädiziert oder prognostiziert wird. 2. The method of claim 1, wherein the modulation of the receptor-mediated Signal in a living cell with abnormal activity of a member the EGF receptor family with the modulation of the corresponding and under the same process conditions brought about signal in one living cell with normal activity of the member of the EGF receptor family is compared and the effectiveness of tumor treatment by the Difference in the modulation is predicted or predicted. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Therapeutikum ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einer Substanz mit toxischer Wirkung, einem ionischen Strahler, einem Antikörper und einem hyperthermischen Therapeutikum. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the therapeutic agent is selected from a group consisting of a substance with toxic effects, an ionic emitter, an antibody and a hyperthermic Therapeutic. 4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Therapeutikum eine Kombination aus zwei oder mehreren Therapeutika ist. 4. The method of claim 3, wherein the therapeutic agent is a combination of two or more therapeutic agents. 5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Interaktionspartner und das Therapeutikum miteinander fusioniert sind. 5. The method of claim 3, wherein the interaction partner and the Therapeutic are fused together. 6. Verfahren zur Identifizierung eines für die Tumorbehandlung wirksamen Therapeutikums oder einer Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum umfassend a) Inkontaktbringen einer Probe, die lebende Zellen mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGF-Rezeptorfamilie aufweist mit a) einem Interaktionspartner, wobei der Interaktionspartner das durch den natürlichen Liganden vermittelte Signal des Rezeptors moduliert; und b) einer oder mehreren Testsubstanzen unter Bedingungen, die eine Interaktion der lebenden Zelle mit dem Interaktionspartner und der Testsubstanz erlauben; a) Messung des über das Mitglied der EGF-Rezeptorfamilie vermittelten Signals; und b) Vergleich des Meßergebnisses aus Schritt (b) mit einem Meßergebnis, das ohne die Zugabe der Testsubstanz erhalten wurde, wobei die Modulation dieses Signals mit der Testsubstanz im Vergleich zum Wert ohne die Testsubstanz ein Indiz für die Wirksamkeit der Testsubstanz als Therapeutikum oder als Leitsubstanz für ein Therapeutikum darstellt. 6. A method for identifying a therapeutic agent effective for tumor treatment or a lead substance for such a therapeutic agent a) contacting a sample that has living cells with abnormal activity of a member of the EGF receptor family a) an interaction partner, the interaction partner modulating the signal of the receptor mediated by the natural ligand; and b) one or more test substances under conditions that allow the living cell to interact with the interaction partner and the test substance; a) measurement of the signal mediated by the member of the EGF receptor family; and b) Comparison of the measurement result from step (b) with a measurement result which was obtained without the addition of the test substance, the modulation of this signal with the test substance compared to the value without the test substance being an indication of the effectiveness of the test substance as a therapeutic agent or as a lead substance for a therapeutic agent. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Interaktionspartner ein monoklonaler Antikörper oder ein Fragment oder Derivat davon ist. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the interaction partner is a monoclonal antibody or a fragment or derivative thereof. 8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der monoklonale Antikörper ein IgG ist. 8. The method of claim 7, wherein the monoclonal antibody is an IgG. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der monoklonale Antikörper ein humanisierter Antikörper ist. 9. The method of claim 7 or 8, wherein the monoclonal antibody is humanized antibody. 10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der humanisierte Antikörper Herceptin (Trastuzumab) ist. 10. The method of claim 9, wherein the humanized antibody Herceptin (Trastuzumab) is. 11. Verfahren zur Identifizierung eines für die Tumorbehandlung wirksamen Therapeutikums oder einer Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum umfassend a) Inkontaktbringen einer Probe, die lebende Zellen mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGF-Rezeptorfamilie aufweist mit a) einem oder mehreren Tumortherapeutika; und b) einem auf Wirksamkeit bei der Tumorbehandlung zu testenden Interaktionspartner, wobei der Interaktionspartner das durch den natürlichen Liganden vermittelte Signal des Rezeptors moduliert unter Bedingungen, die eine Interaktion der lebenden Zelle mit dem Tumortherapeutikum und dem Interaktionspartner erlauben; b) Messung des über das Mitglied der EGF-Rezeptorfamilie vermittelten Signals; und c) Vergleich des Meßergebnisses aus Schritt (b) mit einem Meßergebnis, das ohne die Zugabe des Interaktionspartners erhalten wurde, wobei die Modulation dieses Signals mit dem Interaktionspartner im Vergleich zum Wert ohne den Interaktionspartner ein Indiz für die Wirksamkeit des Interaktionspartners als Kombinationstherapeutikum oder als Leitsubstanz für ein Kombinationstherapeutikum darstellt. 11. A method for identifying a therapeutic agent effective for tumor treatment or a lead substance for such a therapeutic agent comprising a) contacting a sample that has living cells with abnormal activity of a member of the EGF receptor family a) one or more tumor therapeutics; and b) an interaction partner to be tested for efficacy in tumor treatment, the interaction partner modulating the signal of the receptor mediated by the natural ligand under conditions that allow the living cell to interact with the tumor therapeutic and the interaction partner; b) measurement of the signal mediated by the member of the EGF receptor family; and c) Comparison of the measurement result from step (b) with a measurement result that was obtained without the addition of the interaction partner, the modulation of this signal with the interaction partner compared to the value without the interaction partner being an indication of the effectiveness of the interaction partner as a combination therapeutic agent or as a lead substance for a combination therapeutic. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Modulation des Rezeptor-vermittelten Signals in einer lebenden Zelle mit einer abnormen Aktivität eines Mitglieds der EGF-Rezeptorfamilie mit der Modulation des entsprechenden Signals in einer lebenden Zelle mit normaler Aktivität der Mitglieder der EGF-Rezeptorfamilie verglichen wird und die Modulation dieser Signale ein Indiz für die Wirksamkeit des Therapeutikums oder Kombinationstherapeutikums oder einer Leitsubstanz für ein solches darstellt. 12. The method according to any one of claims 6 to 11, wherein the modulation of the Receptor-mediated signal in a living cell with an abnormal Activity of a member of the EGF receptor family with the modulation of the corresponding signal in a living cell with normal activity of the Members of the EGF receptor family are compared and the modulation of these Signals an indication of the effectiveness of the therapeutic agent or Combination therapeutic agent or a lead substance for such represents. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die abnorme Aktivität Folge einer Überexpression des Rezeptors ist. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the abnormal activity Is the result of overexpression of the receptor. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Interaktionspartner intrinsisches Potential für die Modulation des Rezeptor-vermittelten Signals besitzt. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein the interaction partner intrinsic potential for modulation of the receptor-mediated signal has. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Interaktionspartner ein Agonist des Rezeptor-vermittelten Signals ist. 15. The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the interaction partner is an agonist of the receptor-mediated signal. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Interaktionspartner ein Antagonist des Rezeptor-vermittelten Signals ist. 16. The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the interaction partner is an antagonist of the receptor-mediated signal. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Mitglied der EGF- Rezeptorfamilie der HER2-Rezeptor ist. 17. The method according to any one of claims 1 to 16, wherein the member of the EGF Receptor family is the HER2 receptor. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Probe eine Zell- oder Gewebeprobe ist. 18. The method according to any one of claims 1 to 17, wherein the sample is a cell or tissue sample. 19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Zell- oder Gewebeprobe eine Tumorprobe ist. 19. The method of claim 18, wherein the cell or tissue sample is a Tumor sample is. 20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Tumorprobe eine Probe eines soliden Tumors oder von metastasierende Zellen, die von einem soliden Tumoren abstammen, ist. 20. The method of claim 19, wherein the tumor sample is a sample of solid tumor or from metastatic cells made by a solid Tumors are descended. 21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der solide Tumor ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Mamakarzinome, Ovarialkarzinome, Bronchialkarzinome, Kolonkarzinome, Melanome, Blasenkarzinome, Magenkarzinome, Kopf/Halstumore, Gehirntumore, Gebärmutterhalstumore, Prostatakarzinome, Hodenkarzinome, Schwanome, Leiomyosarkome, Knochentumore, Nierenkarzinome, Bauchspeicheldrüsentumore und Speiseröhrentumore. 21. The method of claim 20, wherein the solid tumor is selected from a group including breast cancer, ovarian cancer, Bronchial carcinoma, colon carcinoma, melanoma, bladder carcinoma, Gastric carcinomas, head / neck tumors, brain tumors, cervical tumors, Prostate cancer, testicular cancer, swanoma, leiomyosarcoma, Bone tumors, renal carcinomas, pancreatic tumors and Esophageal tumors. 22. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Tumorprobe eine Probe eines Tumors hämatopoetischen Ursprungs ist. 22. The method of claim 19, wherein the tumor sample is a sample of Tumor is of hematopoietic origin. 23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Tumor hämatopoetischen Ursprungs ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend maligne Lymphome, leukämische Zelle, Non-Hodgkin-Lymphome, Hodgkin-Lymphome und Schilddrüsenlymphome. 23. The method of claim 22, wherein the tumor is of hematopoietic origin is selected from a group comprising malignant lymphomas, leukemic cell, non-Hodgkin lymphoma, Hodgkin lymphoma and Thyroid lymphomas. 24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei die Tumorprobe eine Probe von im Blut zirkulierender Tumorzellen ist. 24. The method of claim 22 or 23, wherein the tumor sample is a sample of tumor cells circulating in the blood. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Modulation des Rezeptor-vermittelten Signals gemessen wird als Induktion von Zelltod oder Proliferation oder Inhibition von Proliferation. 25. The method according to any one of claims 1 to 24, wherein the modulation of the Receptor-mediated signal is measured as induction of cell death or Proliferation or inhibition of proliferation. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei die Messung in einem funktionellen Assay erfolgt. 26. The method according to any one of claims 1 to 25, wherein the measurement in one functional assay. 27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei der funktionelle Assay ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Proliferationsassays, Zytotoxizitätsassays und metabolische Assays. 27. The method of claim 26, wherein the functional assay is selected from a group comprising proliferation assays, cytotoxicity assays and metabolic assays. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 27, wobei das Therapeutikum oder Kombinationstherapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum eine niedermolekulare Substanz, ein Peptid, Aptamer, Antikörper oder Fragmente oder Derivate davon ist. 28. The method according to any one of claims 6 to 27, wherein the therapeutic agent or combination therapeutic or the lead substance for such Therapeutic agent a small molecule, a peptide, aptamer, Is antibody or fragments or derivatives thereof. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 28, das ein Hochdurchsatzverfahren ist. 29. The method according to any one of claims 6 to 28, the one Is high throughput. 30. Verfahren nach Anspruch 29, das Computer-assistiert ist. 30. The method of claim 29, which is computer-assisted. 31. Verfahren zur Verbesserung der pharmakologischen Eigenschaften des nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 30 identifizierten Therapeutikums oder Kombinationstherapeutikums oder der Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum, wobei man a) die Bindungsstelle des Therapeutikums oder der Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum an den Rezeptor, an einen rezeptorassoziierten Corezeptor oder an ein mit dem Signal des Rezeptors in Zusammenhang stehendes und signalvermittelndes Molekül identifiziert; b) die Bindungsstelle des Therapeutikums oder der Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum an den Rezeptor, an einen rezeptorassoziierten Corezeptor oder an ein mit dem Signal des Rezeptors in Zusammenhang stehendes und signalvermittelndes Molekül durch molekulares Modellieren modifiziert; und c) das Therapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum dergestalt modifiziert, daß dessen Bindungsspezifität oder Bindungsaffinität oder Bindungsavidität für den Rezeptor, einen rezeptorassoziierten Corezeptor oder ein mit dem Signal des Rezeptors in Zusammenhang stehendes und signalvermittelndes Molekül durch molekulares Modellieren erhöht wird. 31. A method for improving the pharmacological properties of the therapeutic or combination therapeutic identified by a method according to any one of claims 6 to 30 or the lead substance for such a therapeutic, wherein a) identifies the binding site of the therapeutic agent or the lead substance for such a therapeutic agent to the receptor, to a receptor-associated coreceptor or to a signal-related molecule that is related to the signal of the receptor; b) the binding site of the therapeutic agent or the lead substance for such a therapeutic agent to the receptor, to a receptor-associated coreceptor or to a signal-related molecule which is related to the signal of the receptor and modified by molecular modeling; and c) the therapeutic agent or the lead substance for such a therapeutic agent is modified in such a way that its binding specificity or binding affinity or binding avidity for the receptor, a receptor-associated coreceptor or a signal-mediating molecule related to the signal of the receptor is increased by molecular modeling. 32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Bindungsstellen in Schritt (a) durch Positions-spezifische Mutagenese ermittelt werden. 32. The method of claim 31, wherein the binding sites in step (a) by Position-specific mutagenesis can be determined. 33. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 32, wobei das identifizierte oder verbesserte das Therapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum durch Peptidomimetics pharmakologisch weiter verbessert wird. 33. The method according to any one of claims 28 to 32, wherein the identified or improved the therapeutic or the lead substance for such Therapeutic agent further improved pharmacologically through peptidomimetics becomes. 34. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 33, wobei das Therapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum weiter modifiziert wird, um a) ein modifiziertes aktives Zentrum, ein modifiziertes Aktivitätsspektrum, eine modifizierte Organ-, Gewebe- oder Zellspezifizität; b) eine verbesserte Aktivität; c) gesteigerte Toxizität für Tumorzellen (einen verbesserten therapeutischen Index); d) verminderte Nebenwirkungen; e) ein zeitlicher versetzter Beginn der therapeutischen Wirksamkeit, der Länge der therapeutischen Wirksamkeit; f) veränderte pharmakokinetische Parameter (Resorption, Distribution, Metabolismus oder Exkretion); g) modifizierte physikochemische Parameter (Löslichkeit, hygroskopische Eigenschaften, Farbe, Geschmack, Geruch, Stabilität, Zustandsform); h) verbesserte generelle Spezifität, Organ-/Gewebespezifität; und/oder i) optimierte Verabreichungsform und -route durch a) Veresterung von Carboxylgruppen oder b) Veresterung von Hydroxylgruppen mit Carbonsäuren oder c) Veresterung von Hydroxylgruppen zu beispielsweise Phosphaten, Pyrophosphaten oder Sulfaten oder "Hemisukzinaten" oder d) Bildung von pharmazeutisch verträglichen Salzen oder e) Bildung von pharmazeutisch verträglichen Komplexen oder f) Synthese von pharmakologisch aktiven Polymeren oder g) Einführung von hydrophilen Gruppen oder h) Einführung/Austausch von Substituenten in Aromaten oder Seitenketten, Veränderung des Substituentenmusters oder i) Modifikation durch Einführung von isosterischen oder bioisosterischen Gruppen oder j) Synthese von homologen Verbindungen oder k) Einführung von verzweigten Seitenketten oder l) Konversion von Alkylsubstituenten zu zyklischen Analogen oder m) Derivatisierung von Hydroxylgruppen zu Ketalen oder Acetalen oder n) N-Acetylierung zu Amiden, Phenylcarbamaten oder o) Synthese von Mannich-Basen, Iminen oder p) Umwandlung von Ketonen oder Aldehyden in Schiffs-Basen, Oxime, Acetale, Ketale, Enolester, Oxazolidine, Thiozolidine oder Kombinationen davon zu erreichen. 34. The method according to any one of claims 6 to 33, wherein the therapeutic agent or the lead substance for such a therapeutic agent is further modified to a) a modified active center, a modified activity spectrum, a modified organ, tissue or cell specificity; b) improved activity; c) increased toxicity to tumor cells (an improved therapeutic index); d) reduced side effects; e) a delayed start of therapeutic effectiveness, the length of therapeutic effectiveness; f) changed pharmacokinetic parameters (absorption, distribution, metabolism or excretion); g) modified physicochemical parameters (solubility, hygroscopic properties, color, taste, smell, stability, condition); h) improved general specificity, organ / tissue specificity; and or i) optimized administration form and route by a) esterification of carboxyl groups or b) esterification of hydroxyl groups with carboxylic acids or c) esterification of hydroxyl groups to, for example, phosphates, pyrophosphates or sulfates or "hemisuccinates" or d) formation of pharmaceutically acceptable salts or e) formation of pharmaceutically acceptable complexes or f) synthesis of pharmacologically active polymers or g) introduction of hydrophilic groups or h) introduction / exchange of substituents in aromatics or side chains, change of the substituent pattern or i) modification by introduction of isosteric or bioisosteric groups or j) synthesis of homologous compounds or k) introduction of branched side chains or l) conversion of alkyl substituents to cyclic analogs or m) derivatization of hydroxyl groups to ketals or acetals or n) N-acetylation to amides, phenyl carbamates or o) Synthesis of Mannich bases, imines or p) Conversion of ketones or aldehydes to ship bases, oximes, acetals, ketals, enolesters, oxazolidines, thiozolidines or combinations thereof. 35. Verfahren zur Herstellung eines Arzneimittels oder Medizinpräparates, wobei man das nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 34 erhaltene Therapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger oder Verdünnungsmittel formuliert. 35. Process for the manufacture of a medicament or medicinal product, wherein one obtained by the method according to any one of claims 6 to 34 Therapeutic or the lead substance for such a therapeutic with a pharmaceutically acceptable carrier or diluent formulated. 36. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 35, wobei das Therapeutikum oder Kombinationstherapeutikum oder die Leitsubstanz für ein solches Therapeutikum ein Zytostatikum oder eine zytotoxische Substanz ist. 36. The method according to any one of claims 6 to 35, wherein the therapeutic agent or combination therapeutic or the lead substance for such Therapeutic is a cytostatic or a cytotoxic substance. 37. Verwendung eines nach dem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche identifizierten Therapeutikums oder Kombinationstherapeutikums zur Herstellung eines Arzneimittels oder Medizinproduktes zur Behandlung von Tumoren und oder Tumorerkrankungen. 37. Use of a method according to one of the preceding Claims identified therapeutic or combination therapeutic for the manufacture of a drug or medical device for treatment of tumors and or tumor diseases. 38. Arzneimittel enthaltend ein oder mehrere der Therapeutika die nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 36 identifiziert oder verbessert wurden. 38. Medicaments containing one or more of the therapeutic agents which are used after one Method according to one of claims 6 to 36 identified or improved were.
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